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Science:揭示肠道菌群参与肠道昼夜节律的设定

来源:本站原创 2019-10-04 08:32

2019年10月4日讯/生物谷BIOON/---在一项新的研究中,来自美国德克萨斯大学西南医学中心的研究人员发现小鼠小肠中的微生物参与肠道昼夜节律(circadian rhythm,也译作生物钟)的设定。相关研究结果发表在2019年9月27日的Science期刊上,论文标题为“The intestinal microbiota programs diurnal rhythms in host metabolism through histone deacetylase 3”。在这篇论文中,他们描述对小鼠中的组蛋白去乙酰化酶3(HDAC3)的研究以及他们从中学到了什么。拉什大学医学中心的Faraz Bishehsari和Ali Keshavarzian针对这项研究在同期Science期刊上发表了一篇标题为“Microbes help to track time”的评论类型的文章。
图片来自CC0 Public Domain。

大多数人(和其他哺乳动物)都存在昼夜节律---控制进食和睡眠等过程的代谢时钟。最常见的昼夜节律周期是控制睡眠的周期,不过科学家们已发现,存在着多种控制着不同生物系统的昼夜节律。过去的研究已表明如果其中的一种昼夜节律变得不正常,人们可能会遇到健康问题。比如,改变工作时间的轮班工人更容易增重、患高血压糖尿病。昼夜节律的运作方式仍是一个谜,因此,在这项新的研究中,这些研究人员猜测肠道生物群落(gut biome)是否可能参与调节肠道中的生物钟,因而可能间接地参与了体重增加。

为了找出是否可能是这种情况,这些研究人员改变了受试小鼠中组蛋白乙酰化的过程,即在组蛋白末端添加乙酰基的过程。这是生物钟-表观遗传机制的重要组成部分。通过这样做,他们发现细菌开启HDAC3在位于小肠内壁的上皮细胞中的表达。这进而导致了参与基因表达的同步振荡,这些基因表达与脂质代谢和营养物运输有关。相比之下,肠道无菌的小鼠没有表现出这种节律性调节。他们还发现,HDAC3在促使脂质吸收从而导致肥胖中起作用。 Bishehsari和Keshavarzian指出,如果相同的活性也在人类中发生,那么这可能解释为何遭受光污染和吃不健康饮食的人们很容易体重增加。(生物谷 Bioon.com)

参考资料:

1.Zheng Kuang et al. The intestinal microbiota programs diurnal rhythms in host metabolism through histone deacetylase 3. Science, 2019, doi:10.1126/science.aaw3134.

2.Faraz Bishehsari et al. Microbes help to track time. Science, 2019, doi:10.1126/science.aaz0224.

3.Study shows mouse gut biome involved in setting gut circadian rhythm
https://phys.org/news/2019-09-mouse-gut-biome-involved-circadian.html
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