圖像來源：Dr Juri Kazakevych

我們的腸道細(xì)菌并不只是安安靜靜地等著我們咽下每一口食物。事實(shí)上，這些細(xì)菌無時(shí)無刻不在和身體的遺傳密碼進(jìn)行“對(duì)話”。

近日發(fā)表在《Nature Communications》上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，消化系統(tǒng)中的“有益”菌產(chǎn)生的一種化學(xué)物質(zhì)對(duì)鄰近細(xì)胞的染色體具有不同尋常的作用，該發(fā)現(xiàn)可以幫助我們更好地理解飲食和某種致命癌癥之間的關(guān)聯(lián)。

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英國(guó)Babraham研究所的科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，人類結(jié)腸上皮組織中的DNA含有一種水平很高且不尋常的化學(xué)物質(zhì)，這種物質(zhì)起到表觀遺傳開關(guān)的作用，能夠打開或關(guān)閉基因。

更重要的是，他們發(fā)現(xiàn)在身體的另一個(gè)地方——大腦中，這些化學(xué)物質(zhì)的水平也升高了。

巴豆?；?/span>Crotonylation）是最近發(fā)現(xiàn)的一個(gè)基因編輯過程，它與甲基化這個(gè)被人們熟知的基因操作形式不同。這兩個(gè)過程都會(huì)通過調(diào)整周圍的化學(xué)過程來改變基因的表達(dá)方式，而不會(huì)改變基因編碼本身。

甲基化作用是將甲基(CH3)被添加到核苷酸堿基中，通常是胞嘧啶(C)，偶爾也會(huì)是腺苷(A)。巴豆?；瘜⒁阴；羟械椒Q為組蛋白的蛋白質(zhì)上，這種蛋白質(zhì)能夠幫助DNA鏈保持有序排列。

研究人員發(fā)現(xiàn)腸道組織中存在巴豆?；揎椀牡慕M蛋白，這表明有某種物質(zhì)在阻止細(xì)胞清除乙?；?。研究人員們認(rèn)為他們已經(jīng)知道了答案。

當(dāng)腸道中的水果或蔬菜中的纖維被微生物發(fā)酵時(shí)，會(huì)生成一種名為短鏈脂肪酸(SCFA)的微型有機(jī)分子。過去的研究表明，細(xì)胞代謝和巴豆?；揎椫g存在關(guān)聯(lián)，而罪魁禍?zhǔn)拙褪?/span>SCFA。

研究人員分析了來自結(jié)腸、大腦、肝臟、脾臟和腎臟的組織，并發(fā)現(xiàn)在大腦和結(jié)腸中有更高水平的組蛋白巴豆?；揎棳F(xiàn)象。至于為什么這種現(xiàn)象只出現(xiàn)大腦而非其他器官中，仍然是一個(gè)謎。

然而這項(xiàng)新研究表明，造成這種改變的原因是細(xì)菌。

Babraham研究所的Rachel Fellows是該研究的第一作者，他說：“短鏈脂肪酸是腸道細(xì)胞的關(guān)鍵能量來源，但是我們發(fā)現(xiàn)，它還會(huì)影響基因組的巴豆酰化。”

具體而言，在健康人類結(jié)腸中的細(xì)菌生成的SCFA，通過阻止一種叫組蛋白去乙?；?/span>-2 (HDAC2)的酶去除標(biāo)記物來促進(jìn)巴豆?；?。

為了確定到底是不是細(xì)菌的原因，研究人員用抗生素雞尾酒給小鼠消滅了大部分細(xì)菌微生物菌落。不僅SCFA減少了，它們腸道中組蛋白的巴豆酰化修飾程度也降低了。

但是這項(xiàng)研究并沒有關(guān)注細(xì)菌這么做能為自身帶來什么好處。

不過該研究或許能夠說明我們的基因如何被飲食影響，這能夠幫助我們更加具體地理解飲食纖維和腸癌之間的關(guān)系。全世界每年有約77萬人死于結(jié)直腸癌。對(duì)于研究人員來說，找到預(yù)防和治療這種疾病的方法非常重要。

同時(shí)，這項(xiàng)研究提醒我們檢查一下自己的飲食，我們不但要照顧好自己的身體，也要照顧好我們腸道中的微生物。

該研究的首席科學(xué)Patrick Varga-Weisz說：“我們的腸道是無數(shù)細(xì)菌的家園，它們幫助消化食物，比如植物纖維。它們還能夠作為應(yīng)對(duì)有害細(xì)菌的屏障，并訓(xùn)練我們的免疫系統(tǒng)。這些細(xì)菌具體怎么影響細(xì)胞是這一系列過程的關(guān)鍵部分。”