史上最大規模!人體微生物基因體圖譜誕生

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人類約有 60 兆個細胞,存在人體內臟、口腔、皮膚和身體其他部位與我們共生的微生物卻數百兆。人類已知約 2 萬多個的蛋白質編碼基因和 2 萬多個非編碼基因。那人體微生物到底有多少基因,仍是一個大問號。

8 月 14 日,哈佛醫學院的研究團隊發表至止最大規模的人類微生物體基因分析,也是第一個包含口腔和腸道內微生物基因的研究,他們預估微生物基因應該遠超過 10 億兆個。該研究結果刊登於《Cell Host&Microbe》。

該研究團隊首先收集 1473 個人類口腔樣本和 2182 個人類腸道樣本,然後進行宏觀基因組的交叉研究分析。隨後,他們發現有近 4566 萬 6334 個細菌基因,其中口腔微生物體中約有 2396 萬1508 個基因,腸道微生物體中有2225萬4436個基因。此外,他們更發現,超過一半的細菌基因(2300萬)發生一次突變,使其成為獨特基因“singletons”。在2300 多萬個 singletons 中,有 1180 萬來自口腔樣本,1260 萬來自腸道樣本。

他們進一步分析發現,共有基因與微生物基本生存功能有關,如酶消耗和分解、能量轉換和代謝。相比之下,singletons 傾向於發揮更多的特殊功能,如對抗抗生素或其他壓力的能力,幫助建立微生物的保護細胞壁,保護它免受外部攻擊等。

雖然少數微生物是致病原,但大多數微生物對人體是無害的,還有不少是有益的,越來越多的證據顯示微生物可以作為疾病和健康的重要調控因素,例如齲齒、慢性發炎性腸病、糖尿病和多發性硬化症、癌症等。該研究提供各種微生物種類和菌株的基因資訊,可望在未來疾病研究與治療和維持健康生活提供重要線索。

延伸閱讀:腸道微生物體研究新里程碑:人體腸道晶片誕生

參考資料:
1. Nature 558, 354-355 (2018). doi: 10.1038/d41586-018-05462-w
2. Cell Host & Microbe, 2019; 26 (2): 283 DOI: 10.1016/j.chom.2019.07.008
3. https://hms.harvard.edu/news/microbial-fingerprinting

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