遗传

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Nature|宿主遗传调控肠道微生物基因组结构变异

张煜坤, 王维民   

  1. 兰州大学草地农业科技学院
  • 收稿日期:2024-03-20 出版日期:2024-03-25 发布日期:2024-03-25
  • 通讯作者: 王维民

  • Received:2024-03-20 Published:2024-03-25 Online:2024-03-25

摘要: 不同个体的肠道菌群组成各不相同并且与健康密切相关,宿主遗传变异如何影响其自身肠道菌群是一个国际研究热点及难点。迄今为止,尚未有研究在整个基因组尺度上探索宿主遗传背景是否会影响肠道微生物的种内遗传变异,从而塑造人群特异性的菌株。2024年1月3日,荷兰格罗宁根大学傅静远教授团队在Nature杂志发表了题为“Host genetic regulation of human gut microbial structural variation”的研究论文(doi: 10.1038/s41586-023-06893-w),该研究首次报道了人类基因组遗传变异与肠道微生物基因组结构变异的关联,并发现在分泌以 N-乙酰半乳糖胺(N-acetylgalactosamine,GalNAc)为末端的A血型抗原的个体中,肠道普拉梭菌(Faecalibacterium prausnitzii)更易携带含有GalNAc代谢基因簇的基因组片段,这一特征由人类 ABO 和 FUT2 基因型共同决定。体外培养证实只有携带 GalNAc代谢基因簇的普拉梭菌菌株,才可在GalNAc作为唯一碳源的培养基中生长;而基因组片段发生翻转的菌株无法利用GalNAc。此外,与ABO基因型相关的菌种产气柯林斯菌(Collinsella aerofaciens)也拥有完整GalNAc代谢基因簇。进一步研究发现,A抗原分泌型个体的微生物GalNAc代谢基因丰度与肠道微生态多样性、健康指数、体重指数、血糖、血脂等指标存在显著相关。该研究揭示了宿主遗传背景所决定的特定营养组分可对携带特定基因组片段的肠道菌株进行筛选,同时也为个体化的靶向菌群干预提供了重要参考。