微生物基因的发现可能意味着更健康的肠道

作为人体的主人，无论你走到哪里，你都携带着数万亿的微生物。这些微生物不只是搭顺风车;其中许多细胞进行着基本的化学反应，调节着从消化系统到免疫系统再到情绪的一切。

一组重要的反应与通过胆汁酸吸收脂肪有关。当脂肪和脂溶性维生素通过小肠时，我们的肝脏产生这些酸来帮助消化它们。在小肠末端附近，微生物将酸转化为新的形式，这些形式可能是有益的，也可能是有害的。

伊利诺斯大学的一项新研究确定了一组微生物中的最后一种基因参与这些转换。

“定位这些细菌基因将使机制研究能够确定胆汁的作用酸主机运行状况的转换。“如果我们发现这是一种有益的反应，就可以制定治疗策略来鼓励胃肠道中胆汁酸的产生，”詹森·里德隆说，他是密歇根大学动物科学系的副教授，也是一篇新文章的通讯作者肠道微生物．

微生物产生的酶可以翻转3的方向羟基在胆汁酸分子上。将它们翻转成不同的构型可以将酸分子重新排列成有害或有益的形式。Ridlon和其他科学家已经确定了其中两种酶的基因，但其中一种仍然未知。

为了找到缺失的基因，Ridlon和他的合作者回顾了过去。先前的研究将附着在酸分子碳-12上的特定羟基-1的翻转与一种名为副营养梭状芽孢杆菌的微生物联系起来。

“我们从几十年前发表的文献中知道这种功能在什么物种中被报道。我们在一株腐殖副梭状芽孢杆菌中确认了它的存在。众所周知，这种功能是由某些被称为还原酶的酶催化的，”Ridlon说。

他补充说:“利用副营养梭菌的基因组序列，我们确定了所有候选还原酶，将这些基因工程到大肠杆菌中，并确定哪一种还原酶能够翻转胆汁酸上的极性基团。”

研究小组随后在人类微生物组中寻找类似的序列。

“我们能够在许多以前不知道具有这种胆汁酸代谢功能的细菌物种中识别出这种基因。这对人类微生物组的研究人员是有帮助的，因为该领域正试图将功能与疾病联系起来。现在我们知道了编码一种酶的精确DNA序列，这种酶可以翻转胆汁酸的碳-12，”Ridlon说。

研究人员还没有弄清楚翻转碳12上的羟基是好是坏。在“有益”的类别中，翻转可能在排毒有害的胆汁酸方面发挥作用，如脱氧胆酸(DCA)和石胆酸(LCA)，这些化学物质已知会破坏DNA，导致结肠癌、肝癌和食道癌。但Ridlon指出，“好与坏”的框架过于简化了现实。

“虽然我们倾向于认为DCA和LCA是‘不好的’，但背景非常重要。例如，艰难梭状芽胞杆菌(C. diff)感染似乎与低水平的DCA和LCA有关，所以这些胆汁酸似乎在防止不必要的殖民者方面具有保护作用。然而，西方生活方式导致的慢性高水平DCA和LCA是‘不好的’，所以这是一种平衡的行为，”他说。“这项研究的一个主要目标是试图建立和维持一个‘适居区’胆汁酸——不太多也不太少。”

虽然还有更多的东西要学习，但Ridlon说，识别和表征这些负责胆汁酸转化的新微生物基因是促进肠道健康的重要一步。

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