《科學》：撿屎14年，這羣科學家有了新發現……
最新一期的《科學》雜誌上，有一羣生物學家發表了一篇“屎”無前例的研究論文。他們詳細分析了14年來收集的16000多份野生狒狒的糞便樣本，最終澄清了關於腸道菌羣的一個長期誤解。他們發現，對於定居在腸道內的各種微生物，宿主自身遺傳因素起到的作用比人們過去以爲的大得多，腸道菌羣的絕大多數特徵都顯示出某種程度的遺傳性。
《科學》雜誌同時刊登的評論說，狒狒擁有的腸道菌羣與人類相似，它們的生活環境也很可能與早期人類的生活環境相似，因此從狒狒在腸道菌羣特徵上表現出的遺傳性來看，人類很可能也有相似的遺傳決定因素。
豐富多樣、數量衆多的細菌、病毒等微生物生活在我們的腸道內，它們幫助消化食物，製造維生素，協助訓練免疫系統。越來越多的新證據還發現，一些特定的腸道細菌會影響肥胖程度和減肥效果，甚至會控制動物的大腦和行爲。
過去人們對腸道菌羣的普遍認識是，腸道菌羣的組成主要受生活方式的影響，比如我們喫下去的食物和藥物等。至於遺傳因素，先前有一些研究表明，可能只佔5%~13%的影響。
▲腸道菌羣（圖片來源：123RF）
但這項研究的負責人、聖母大學（University of Notre Dame）的Elizabeth Archie教授有不同的看法。她認爲，先前的所有這類研究相當於只在某個時間點給腸道菌羣拍了個快照，因此分析數據相對有限，很難明確區分腸道菌羣受宿主遺傳因素的影響有多大。
爲此，Archie教授和她的研究團隊開展了一項長期追蹤分析。科學家們對生活在肯尼亞安博塞利（Amboseli）國家公園的585頭野生狒狒進行了長期監測，在長達14年的時間裏，收集了這些狒狒的糞便——基本上每頭狒狒都提供了不同時間的近30份樣本。研究人員通過測序技術從這些糞便中分析出它們腸道菌羣的特徵。
這些野生狒狒形成了多個族羣，研究人員還詳細記錄了其中每一隻狒狒的家族關係、生活環境、飲食特點，以及收集糞便時的狒狒年齡、收集季節等。
▲這個狒狒項目始於1971年，是全世界野生靈長類動物研究時間最長的項目之一（圖片來源：參考資料[2]）
縱向分析的結果顯示，97%的腸道菌羣表型特徵具有一定程度的遺傳性，包括整體多樣性和個體微生物的丰度。研究人員同時注意到，如果只取某一個時間點的樣本來看，遺傳因素顯示的影響就會低得多，只有5%左右，就像過去在人類研究中得到的結果那樣。
談及新發現的“成功祕訣”，Archie教授認爲長期“撿屎”功不可沒：“過去在人類研究中之所以沒有發現顯著的遺傳因素影響，至少一部分原因在於，研究人員的冰箱裏缺少15年的人類糞便樣品，而且也沒有梳理所有糞便主人的詳細信息。”
▲負責這項研究的Elizabeth Archie教授（圖片來源：聖母大學官網）
根據分析結果，研究小組對環境因素和遺傳因素如何共同塑造腸道菌羣有了新的認識。他們發現，在雨季和旱季，由於狒狒的食物有明顯差異，在食物多樣性較低的旱季，腸道菌羣受遺傳的影響通常更明顯，比雨季高48%。這一結果體現了環境因素可以影響腸道菌羣的遺傳性。
根據這項研究，遺傳性還隨着年齡的增長而增加，老年狒狒的腸道菌羣特徵受遺傳因素的影響更明顯。
Archie教授總結說：“與基因相比，環境確實對於腸道菌羣的塑造發揮了更大的作用，但這項研究讓我們明白，基因並非無足輕重，雖然作用較小，但有普遍的影響。”
腸道菌羣與人體健康和疾病的關係正在越來越受到重視，現在也有很多研究團隊在基於腸道菌羣設計新的療法，瞭解遺傳因素對腸道菌羣的影響，未來我們可以根據不同人的基因特徵，量身定製個體化的菌羣治療方案。
參考資料：
[1] Laura Grieneisen et al。， （2021） Gutmicrobiome heritability is nearly universal but environmentally contingent.Science Doi： 10.1126/science.aba5483
[2] Our genes shape our gut bacteria， newresearch shows。 Retrieved July 12， 2021 from https：//news.nd.edu/news/our-genes-shape-our-gut-bacteria-new-research-shows/
本文轉自學術經緯
