Science：肠道微生物组中的大多数细菌是可以遗传的

2021年7月13日讯/生物谷BIOON/---大多数研究已表明，我们的肠道微生物组---生活在我们肠道中不断变化的细菌“雨林”---主要受我们的生活方式影响，包括我们吃的东西或我们服用的药物。但是，一项新的研究发现，遗传成分发挥的作用比人们曾经知道的要大得多。

在这项新的研究中，来自美国、加拿大和肯尼亚的研究人员在研究了14年来从肯尼亚安博塞利国家公园的一个长期研究的狒狒群体中收集的16000多份肠道微生物组图谱后发现，肠道微生物组中的大多数细菌是可以遗传的。然而，这种遗传性随时间、季节和年龄的变化而变化。他们还发现，狒狒身上可遗传的几种肠道微生物组特征（或者说性状）在人类身上也是可遗传的。相关研究结果发表在2021年7月9日的Science期刊上，论文标题为“Gut microbiome heritability is nearly universal but environmentally contingent”。

论文共同通讯作者、美国圣母大学生物科学系教授Elizabeth Archie说，“环境在塑造肠道微生物组方面发挥着比你的基因更大的作用，但这项研究使我们从基因在肠道微生物组中发挥极小作用的观点转向基因发挥着普遍作用的观点，即使这种作用较小。”

肠道微生物组执行着多项任务。除了帮助食物消化外，它还产生必要的维生素并协助训练免疫系统。这项新的研究是第一项显示与遗传性有明确联系的研究。以前对人类肠道微生物组的研究已显示，只有5%到13%的微生物是可遗传的，但Archie及其团队假设，这个较低的数字是由于研究肠道微生物组的“快照”方法造成的：所有先前的研究只在一个时间点上测量肠道微生物组。

在这项新的研究中这些作者使用了585只野生安博塞利狒狒的粪便样本，通常每只狒狒有超过20份样本。这些样本中的肠道微生物组图谱显示了狒狒在湿季和干季之间饮食的变化。收集的样本包括关于宿主的详细信息，包括已知的后代、环境条件数据、社会行为、群体统计和收集时的群体饮食。

这些作者发现，97%的肠道微生物组性状，包括整体多样性和单个微生物的丰度，都具有明显的遗传性。然而，如果像人类那样，只从单一时间点对样本进行测试，遗传率似乎要低得多，只有5%。这强调了长期研究同一宿主的样本的意义。

Archie说，“这确实表明，在针对人类的研究工作中，人们没有发现这种遗传性的部分原因是，在人类中，他们没有15年的粪便样本放在冰箱里，他们没有所有的初始宿主（个体）信息，他们需要弄清这些细节。”

这些作者确实发现了环境因素影响肠道微生物组的性状遗传性的证据。旱季时的肠道微生物组遗传性通常比雨季时高48%，这可能是由于狒狒在雨季的饮食更加多样化。根据这项新的研究，遗传性也随着年龄的增长而增加。

肠道细菌。

因为这项新的研究还显示了环境对狒狒的肠道微生物组的重大影响，他们的发现与以前研究一致，即环境对肠道微生物组变化的影响比加性遗传效应起到更大的作用。结合他们对遗传成分的发现，他们计划进一步完善对相关环境因素的理解。

但知道肠道微生物组中的基因是可遗传的，就为将来识别受遗传影响的微生物打开了大门。在未来，可以根据人们的肠道微生物组的基因构成为其量身定做治疗方法。

安博塞利狒狒项目（Amboseli Baboon Project）开始于1971年，是世界上持续时间最长的野生灵长类动物研究之一。该项目位于东非乞力马扎罗山北部的安博塞利生态系统中，重点关注热带草原狒狒。这些作者在几个社会群体中跟踪了数百只狒狒的整个生活过程。他们目前监测约300只动物，但已经积累了1500多只动物的生活史信息。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Laura Grieneisen et al. Gut microbiome heritability is nearly universal but environmentally contingent. Science, 2021, doi:10.1126/science.aba5483.

Liliana Cortes-Ortiz et al. Host genetics influence the gut microbiome. Science, 2021, doi:10.1126/science.abj5287.