Science：腸道微生物組中的大多數細菌竟可以遺傳？

　　大多數研究已表明，我們的腸道微生物組---生活在我們腸道中不斷變化的細菌“雨林”---主要受我們的生活方式影響，包括我們吃的東西或我們服用的藥物。但是，一項新的研究發現，遺傳成分發揮的作用比人們曾經知道的要大得多。

　　在這項新的研究中，來自美國、加拿大和肯尼亞的研究人員在研究了14年來從肯尼亞安博塞利國家公園的一個長期研究的狒狒群體中收集的16000多份腸道微生物組圖譜后發現，腸道微生物組中的大多數細菌是可以遺傳的。然而，這種遺傳性隨時間、季節和年齡的變化而變化。他們還發現，狒狒身上可遺傳的幾種腸道微生物組特征（或者說性狀）在人類身上也是可遺傳的。相關研究結果發表在2021年7月9日的Science期刊上，論文標題為“Gut microbiome heritability is nearly universal but environmentally contingent”。

　　論文共同通訊作者、美國圣母大學生物科學系教授Elizabeth Archie說，“環境在塑造腸道微生物組方面發揮著比你的基因更大的作用，但這項研究使我們從基因在腸道微生物組中發揮極小作用的觀點轉向基因發揮著普遍作用的觀點，即使這種作用較小。”

　　腸道微生物組執行著多項任務。除了幫助食物消化外，它還產生必要的維生素并協助訓練免疫系統。這項新的研究是第一項顯示與遺傳性有明確聯系的研究。以前對人類腸道微生物組的研究已顯示，只有5%到13%的微生物是可遺傳的，但Archie及其團隊假設，這個較低的數字是由于研究腸道微生物組的“快照”方法造成的：所有先前的研究只在一個時間點上測量腸道微生物組。

　　在這項新的研究中這些作者使用了585只野生安博塞利狒狒的糞便樣本，通常每只狒狒有超過20份樣本。這些樣本中的腸道微生物組圖譜顯示了狒狒在濕季和干季之間飲食的變化。收集的樣本包括關于宿主的詳細信息，包括已知的后代、環境條件數據、社會行為、群體統計和收集時的群體飲食。

　　這些作者發現，97%的腸道微生物組性狀，包括整體多樣性和單個微生物的豐度，都具有明顯的遺傳性。然而，如果像人類那樣，只從單一時間點對樣本進行測試，遺傳率似乎要低得多，只有5%。這強調了長期研究同一宿主的樣本的意義。

　　Archie說，“這確實表明，在針對人類的研究工作中，人們沒有發現這種遺傳性的部分原因是，在人類中，他們沒有15年的糞便樣本放在冰箱里，他們沒有所有的初始宿主（個體）信息，他們需要弄清這些細節。”

　　這些作者確實發現了環境因素影響腸道微生物組的性狀遺傳性的證據。旱季時的腸道微生物組遺傳性通常比雨季時高48%，這可能是由于狒狒在雨季的飲食更加多樣化。根據這項新的研究，遺傳性也隨著年齡的增長而增加。

　　因為這項新的研究還顯示了環境對狒狒的腸道微生物組的重大影響，他們的發現與以前研究一致，即環境對腸道微生物組變化的影響比加性遺傳效應起到更大的作用。結合他們對遺傳成分的發現，他們計劃進一步完善對相關環境因素的理解。

　　但知道腸道微生物組中的基因是可遺傳的，就為將來識別受遺傳影響的微生物打開了大門。在未來，可以根據人們的腸道微生物組的基因構成為其量身定做治療方法。

　　安博塞利狒狒項目（Amboseli Baboon Project）開始于1971年，是世界上持續時間最長的野生靈長類動物研究之一。該項目位于東非乞力馬扎羅山北部的安博塞利生態系統中，重點關注熱帶草原狒狒。這些作者在幾個社會群體中跟蹤了數百只狒狒的整個生活過程。他們目前監測約300只動物，但已經積累了1500多只動物的生活史信息。