不同種類的擬桿菌 (圖中顯示的有五種)與許多其他種類的細菌一起在人類腸道中定植。這些微生物被統稱為腸道微生物群落，對人類健康具有關鍵作用。
人類的腸道是一個危險的地方。生活在人體腸道內的細菌會排出毒素來阻止其他微生物的入侵。令人意外的是，據來自美國華盛頓大學霍華德休斯醫學研究所的科學家們在《自然》雜誌上的報告：每個人的腸道都有自己的一套毒素，微生物必須解決這套個性化的“密碼”才能在人類的腸道中生存。
這項研究的共同作者、華盛頓大學霍華德休斯醫學研究所研究員Joseph Mougous說，這些發現表明，針對益生菌或活的生物療法，也就是促進健康細菌生長的微生物補充劑，並沒有一個放之四海而皆準的方法。通過控制腸道微生物來促進健康是很有希望的，但我們之前對微生物在腸道內定殖的規則還不清楚。現在，科學家們對細菌如何定植有了更好的理解。
Mougous的團隊主要致力於為不同的人定製有益的微生物療法。在過去的十年中，他們發現了一種被稱為第六型分泌系統的細菌防禦機制的細節。這個分泌系統就像一個分子注射器，會將毒素注射到鄰近的細胞中，破壞細胞壁，撕裂細胞膜，併吞噬細胞的能量來源。“它們相當陰險。” Mougous說。
細菌會利用免疫基因來中和這些毒素並保護自己，而缺乏正確免疫基因的入侵者會被踢出。Mougous的團隊認為毒素和免疫基因是成對出現的，就像一把鎖和一把鑰匙。但通過對1000多個人類糞便樣本的數據進行分析，科學家們發現並非如此。
來自腸道脆弱擬桿菌的免疫基因遠遠超過了毒素。研究小組發現，所有這些額外的免疫基因實際上都屬於其他細菌。這些細菌偷走了脆弱擬桿菌的基因，以保護自己免受其毒素的侵害。這意味著這些基因對細菌在人類腸道中生存至關重要，Mougous說——這是科學家們以前不知道的。
實驗表明，免疫基因聚集在DNA鏈上，可以從一個菌株轉移到另一個菌株。在實驗室的培養皿中和小鼠體內，被賦予這些免疫基因的細菌立即對脆弱擬桿菌的毒素產生了抗藥性。
此外，研究小組還發現，人類糞便樣本中含有獨特的毒素和免疫基因組合。“所以，在一個人的腸道微生物種群中生存，所需要的東西和另一個人可能是不一樣的。研究結果可能有助於解釋為什麼人們很難修改他們腸道的微生物組組成。利用某些細菌在腸道內定植的通用療法可能永遠不會成功，我們需要個體化的方案。” Mougous說。
期刊編號：0028-0836
原文鏈接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-10/hhmi-tsi102519.php
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