Nat Commun:科学家阐明肠道有益细菌控制宿主基因表达的分子机理

Nat Commun:科学家阐明肠道有益细菌控制宿主基因表达的分子机理
2018年01月12日 09:47 生物谷

2018年1月12日 讯 /生物谷BIOON/ --最近,一篇发表在国际杂志Nature Communications上的研究报告中,来自巴布拉汉研究所等机构的研究人员通过研究发现了肠道有益菌控制机体细胞基因表达的一种特殊方式,研究结果表明,来自细菌的化学信号能够改变人类基因组中关键化学标记的位置,通过以这种方式进行“交流”,细菌或许就能有效帮助机体抵御感染并且抑制癌症发生。

图片来源:Babraham Institute

文章中,研究者Patrick Varga-Weisz等人通过研究揭示了在水果和蔬菜消化过程中肠道细菌所产生的化学物质如何影响肠道内壁细胞的基因表达,这些名为短链脂肪酸的分子能从细菌细胞中移动进入宿主细胞中,从而诱发一系列改变基因活性的过程,最终就会影响宿主的行为。

研究者指出,短链脂肪酸能够增加宿主机体化学标记的数量,这些名为crotonylations的标记也是研究人员最新才发现的,其是机体基因组表观遗传标记物的“附加物”;这种短链脂肪酸分子能够通过关闭名为HDAC2的蛋白功能来增加crotonylations标记的数量,因此crotonylations的改变就会通过开启或关闭基因的表达来改变基因的活性。

研究人员对肠道中缺失大部分细菌的小鼠进行研究,结果表明,相比正常小鼠而言,这些小鼠机体的肠道细胞含有大量的HDAC2蛋白,其他研究人员也发现,HDAC2的增加或许和结直肠癌发生风险增加直接相关,这也就意味着,调节肠道细胞中的crotonylations对于有效抑制癌症发生至关重要,同时也强调了有益细菌和健康饮食在这个过程中的重要性。

文章第一作者Rachel Fellows表示,短链脂肪酸是肠道细胞的关键能量来源,如今我们通过研究发现其能改变基因组的crotonylations;crotonylations标记在很多细胞中都存在,而且在肠道细胞中尤为普遍,本文研究中研究者就通过鉴别HDAC2蛋白的新型角色来对此进行解释,随后研究人员还发现crotonylations参与到了多种癌症的发生过程之中,未来其或许能作为一种新型药物靶点来帮助开发治疗癌症等多种疾病的新型疗法。

最后研究者Patrick Varga-Weisz说道,我们的肠道是很多细菌的“家”,这些细菌能帮助机体消化诸如植物纤维等食物,其同事也能作为抵御有害细菌的屏障,同时还能“训练”机体免疫系统;然而这些细菌能通过影响细胞的功能来发挥作用;本文研究中研究人员就阐明了短链脂肪酸分子如何调节包装基因组的蛋白质的功能,从而实现影响基因活性的目的。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Rachel Fellows, Jérémy Denizot, Claudia Stellato, et al. Microbiota derived short chain fatty acids promote histone crotonylation in the colon through histone deacetylases. Nature Communications 9, Article number: 105 (2018) doi:10.1038/s41467-017-02651-5

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