看似相同的细菌可能会产生不同的效果

我们的肠道微生物组 - 我们在肠道中携带的细菌的补充 - 与肥胖，糖尿病，心脏病，甚至神经系统疾病和癌症等各种疾病有关。近年来，研究人员一直在对微生物组中的多种细菌进行分类，询问哪些细菌可能与特定疾病有关。但今天在“自然”杂志上发表的一篇论文提出了一个新问题：“如果同一种微生物在不同的人身上有所不同怎么办?”

人们早就知道微生物的基因组从出生就不像我们的那样固定。他们能够丢失一些基因，与其他微生物交换基因，或从环境中获得新基因。因此，对看似相同的细菌的基因组的详细比较将揭示在一个基因组中而不是在其他基因组中发生的DNA序列，或者可能在其他基因中仅出现一次和多次的序列。这些差异称为结构变体。结构变异 - 甚至是微小变异 - 可以转化为微生物与人类宿主相互作用方式的巨大差异。变异可能是良性存在与致病性存在之间的差异，或者它可能使细菌对抗生素产生抗性。

博士。David Zeevi和Tal Korem最初在Weizmann科学研究所的Eran Segal教授的实验室中，然后在洛克菲勒和哥伦比亚大学担任现职，开发了系统识别人体肠道微生物组的结构变异的算法。研究人员从近900名以色列受试者的微生物组开始，他们成功识别了7,000多种变种。接下来，他们与来自荷兰格罗宁根大学的荷兰研究人员合作，他们在一大批荷兰受试者的微生物组中寻找这些变种。尽管各组之间的遗传和生活方式存在差异，但他们在以色列受试者中发现的大部分结构变异也可以在荷兰人中找到。

科学家接下来询问他们发现的任何结构变异是否与健康或疾病有关。该组出现了超过100个与疾病风险因素相关的因素。其中许多协会在荷兰队列中再次被复制。

该发现表明该小组开发的方法可以帮助研究人员以可能通过其他方式遗漏的重要方式确定我们的微生物组，健康和疾病之间的联系。“这种方法的真正潜力，”Zeevi说，“它允许我们寻找我们发现的协会背后的实际机制。”在一个案例中，在微生物组中特定微生物物种的基因组中存在某种变体的个体体重比6公斤瘦，并且平均比具有相同微生物的个体腰部窄4厘米 - 但是一个没有怀有那种特殊的变种。然后科学家分析了这种变体编码的基因，发现它赋予细菌将某些糖转化为丁酸盐物质的潜在能力。丁酸盐是一种小的脂肪酸，闻起来像腐臭的黄油(因此它的名字来自古希腊语中的“黄油”);尽管它的气味，丁酸盐已被证明具有抗炎作用和对新陈代谢的积极影响。科学家说，这种能力可以帮助解释携带细菌的人与没有结构变体的人之间的体重差异。

Segal估计人体肠道微生物组内可能存在数万种结构变异，其中数千种可能与疾病和疾病风险相关。由于微生物组的构成涉及许多不同的综合征和障碍，因此该研究可能对寻找更好，更有针对性的益生菌治疗疾病具有持久的影响。