Science：我们的基因塑造了我们的肠道细菌

大多数研究表明，我们的肠道微生物群——生活在我们肠道内的不断变化的细菌“雨林”——主要受到我们的生活方式的影响，包括我们吃的东西或我们服用的药物。

但圣母大学(University of Notre Dame)的一项研究发现，起作用的基因成分比人们曾经知道的要多得多。

在最近发表在《科学》(Science)杂志上的这项研究中，研究人员对肯尼亚安博塞利国家公园(Amboseli National park)一群长期研究的狒狒14年来收集的16000多份肠道微生物组资料进行了研究，发现肠道微生物组中的大多数细菌都是可遗传的。然而，这种遗传性随着时间、季节和年龄的变化而变化。研究小组还发现，狒狒身上遗传的一些微生物特征在人类身上也可以遗传。

伊丽莎白·阿奇说:“在塑造微生物组方面，环境比你的基因发挥更大的作用，但这项研究让我们摆脱了基因在微生物组中发挥很小作用的观点，转向了基因发挥广泛作用的观点，尽管作用很小，”他是生物科学系的教授，也是这项研究的首席研究员，同时隶属于艾克全球健康和环境变化倡议研究所。

肠道微生物群有多种功能。除了帮助食物消化，它还创造必要的维生素和帮助训练免疫系统。这项新研究首次明确显示了与遗传性的联系。

此前对人类肠道微生物群的研究显示，只有5%到13%的微生物是可遗传的，但阿尔奇和研究团队假设，这一数字较低是因为研究肠道微生物群的“快照”方法:所有之前的研究只测量了某个时间点的微生物群。

在他们的研究中，研究人员使用了585只野生安博塞利狒狒的粪便样本，通常每只狒狒有20多个样本。样本中的微生物组数据显示，狒狒的饮食在旱季和雨季之间存在差异。收集的样本包括宿主的详细信息，包括已知的后代、采集时的环境条件、社会行为、人口统计学和群体水平的饮食数据。

研究小组发现，97%的微生物群特征，包括整体多样性和个体微生物的丰度，都具有显著的遗传性。然而，当样本仅从一个时间点进行检测时，遗传率似乎要低得多——只有5%，就像在人类身上做的那样。这就强调了长期研究来自同一宿主的样本的重要性。

“这确实表明,在人类的工作,研究人员没有发现遗传的部分原因是因为人类没有十年半冰箱的粪便样本,他们没有所需的所有初始主机(个人)信息梳理这些细节,”阿奇说。

该团队确实发现了环境因素影响肠道微生物群性状遗传性的证据。微生物组遗传力在旱季比在湿季高48%，这可能是由于狒狒在雨季更多样化的饮食。根据这项研究，遗传力也随着年龄的增长而增加。

因为该研究还表明了环境对狒狒肠道微生物群的显著影响，他们的发现与之前的研究一致，即环境对肠道微生物群变化的影响比加性遗传效应发挥更大的作用。结合基因成分的发现，研究小组计划进一步完善对相关环境因素的理解。

但是，知道肠道微生物群中的基因是可遗传的，这为未来识别受遗传影响的微生物打开了一扇门。未来，人们可以根据肠道微生物群的基因组成为其量身定制治疗方法。

安博塞利狒狒项目始于1971年，是世界上进行时间最长的野生灵长类动物研究项目之一。该项目位于东非乞力马扎罗山北部的安博塞利生态系统内，重点关注大草原狒狒。研究小组追踪了数百只狒狒在几个社会群体中的整个生命历程。研究人员目前监测了大约300种动物，但已经积累了超过1500种动物的生命历史信息。