數(shù)萬億細菌共生在我們體內(nèi)。Rockefeller大學和西奈山醫(yī)學院的一項最新研究表明，腸道細菌竟然共享同一種語言。

腸道細菌

“我們稱其為擬態(tài)（mimicry），”Rockefeller大學基因編碼小分子實驗室主任Sean Brady說。這項突破性發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《Nature》雜志。

Brady和同事Louis Cohen發(fā)現(xiàn)，腸道細菌和人類細胞雖然是兩種生物，但它們卻互通相同的以配體分子為基礎(chǔ)的化學語言。

他們開發(fā)了一種方法，利用基因工程使細菌生產(chǎn)通訊分子，從而改變?nèi)梭w細胞新陳代謝，最終治療某些疾病。

在小鼠模型試驗中，他們引入改良后的腸道細菌，成功使動物血糖水平降低，以此類推，還能改變其他新陳代謝。

分子模擬

配體能與人類細胞膜上制造特定生物學效應的受體結(jié)合，課題組采用的方法基于“鎖與鑰匙”的關(guān)系。讓細菌驅(qū)動生產(chǎn)模擬人類配體的分子，配體再與G-蛋白偶聯(lián)受體（GPCRs）結(jié)合。

許多GPCRs都與代謝疾病有關(guān)，它們是藥物治療最常見的靶標，在腸道也廣泛存在。“既然如此，我們就讓腸道細菌直接跟腸道細胞交涉，”Brady說。

Cohen和Brady設(shè)計了工程腸道菌使其生產(chǎn)N-酰基酰胺（N-acyl amides），特異性與人類GPR 119受體結(jié)合，后者參與糖和食欲調(diào)節(jié)，曾用作糖尿病和肥胖癥的治療靶標。

操控系統(tǒng)運轉(zhuǎn)

“人類所有腸道細菌的所有基因或多或少都已被測序，細菌基因比人類基因更容易操縱，”Cohen說。

Brady實驗室之前的研究項目是從土壤中提取微生物來尋找天然藥物，以此為起點Cohen決定從人類糞便樣本中來尋找適合進行編輯的腸道細菌DNA。然后將這些DNA加載到大腸桿菌中，以便在體外擴增，并測試所表達的蛋白質(zhì)。

經(jīng)測定，工程菌生產(chǎn)的配體在結(jié)構(gòu)上與人類配體完全相同。

小鼠和細胞模型實驗表明，該基因工程產(chǎn)物在調(diào)節(jié)激素代謝和葡萄糖穩(wěn)態(tài)方面與人類配體效力一致。下一步是確定其對人類潛在的生理作用。

盡管距離臨床應用仍有相當長的路要走，這項實驗的意義在于共生細菌能化學擬態(tài)真核細胞的信號分子，利用腸道微生物基因合成小分子代謝產(chǎn)物或?qū)⒊蔀榧膊≈委煹耐ㄓ梅椒ā?/p>