我們與居住在體內(nèi)數(shù)以萬億計的微生物菌群之間有一種奇妙的共生關(guān)系，彼此之間互相幫助，這些微生物菌群甚至?xí)f同一種語言，近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自洛克菲勒大學(xué)及西奈山伊坎醫(yī)學(xué)院的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)了一些特殊的共性，或能幫助科學(xué)家們對腸道菌群進行改造來幫助開發(fā)治療人類多種疾病的新型療法。
研究人員Sean Brady表示，盡管在很多方面不同，但腸道菌群和人類細胞能夠根據(jù)配體分子以一種相同的化學(xué)語言來進行溝通交流，基于此，研究人員開發(fā)了一種新方法來對腸道菌群進行遺傳工程化操作使其產(chǎn)生特殊的分子，通過改變?nèi)祟悪C體的代謝來潛在地治療多種人類疾病，通過引入修飾后的腸道菌群就能夠幫助降低動物機體的血糖以及其它代謝改變。
圖片來源：The Rockefeller University
分子模擬
研究人員開發(fā)的方法涉及配體的鎖鑰關(guān)系，配體能夠與人類細胞表面的細胞膜上的受體進行結(jié)合來產(chǎn)生特殊的生物學(xué)效應(yīng)，在這種情況下，由細菌產(chǎn)生的特殊分子就能夠模擬人類的配體，同一系列名為GPCRs的受體分子進行結(jié)合（GPCRs：G蛋白偶聯(lián)受體）。很多GPCRs與多種機體代謝疾病的發(fā)生直接相關(guān)，同時其也是很多藥物療法的常用靶點，通常GPCRs存在于胃腸道中，當(dāng)然胃腸道中也是腸道菌群的棲息地，研究者認為，如果你想要和細菌對話，那么胃腸道就是絕佳的地方。
這項研究中，研究者Cohen及其同事對腸道菌群進行工程化操作使其產(chǎn)生特殊配體N-酰胺，這種配體能夠同名為GPR119的特殊人類受體分子結(jié)合，GPR119主要參與人類機體中葡萄糖和食欲的調(diào)節(jié)，此前研究者也發(fā)現(xiàn)該受體能夠作為治療糖尿病和肥胖的特殊靶點分子。研究者表示，他們所開發(fā)的細菌配體幾乎同人類配體結(jié)構(gòu)完全相同。
操作系統(tǒng)
研究者表示，機體中所有細菌中的所有基因在某一個時刻都能夠被測序，在過去研究中，研究者Brady的實驗室從土壤中“發(fā)掘”了很多微生物并試圖從這些微生物機體中尋找天然的治療制劑，而研究者Cohen則對人類糞便樣本開始進行研究試圖尋找能夠進行工程化操作的腸道菌群，研究者發(fā)現(xiàn)他們能夠?qū)@些特殊細菌進行培養(yǎng)并且將其置于大腸桿菌中促其生長，隨后就能夠看到大腸桿菌能夠工程化制造哪些細菌了。本文研究僅僅是研究者開始深入探究腸道菌群的第一步，后期他們將會通過更為深入的研究來擴展與人類機體相互作用的腸道微生物菌群的理解。
原始出處：Louis J. Cohen,Daria Esterhazy,Seong-Hwan Kim, et al. Commensal bacteria make GPCR ligands that mimic human signalling molecules. Nature (2017) doi:10.1038/nature23874
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