生物科学门户网站
BIO1000.COM

从粪便样本中改造肠道细菌以改善人体代谢

我们与生活在我们体内的数万亿细菌有共生关系,它们可以帮助我们,我们可以帮助他们。事实证明,他们甚至会说相同的语言。洛克菲勒大学和伊坎山医学院的新研究。西奈半岛认为,这些新发现的共性可能为“工程化”的肠道菌群打开大门,这些肠道菌群可以对疾病产生治疗有益的作用。

进行这项研究的洛克菲勒大学遗传编码小分子实验室主任肖恩·布雷迪说:“我们称之为模仿。”该突破在本周发表在《自然》杂志上的一篇论文中进行了描述。

在一次双管发现中,布雷迪和共同研究者路易斯·科恩(Louis Cohen)发现,肠道细菌和人类细胞尽管在许多方面都存在差异,但它们基于称为配体的分子说的化学语言基本相同。在此基础上,他们开发了一种对细菌进行遗传工程改造的方法,以产生具有可能通过改变人类新陈代谢来治疗某些疾病的分子。在对小鼠的系统进行测试时,引入改良的肠道细菌可降低动物体内的血糖水平和其他代谢变化。

分子模拟

该方法涉及配体的锁钥关系,该配体与人细胞膜上的受体结合以产生特定的生物学效应。在这种情况下,细菌衍生的分子模仿的是与G蛋白偶联受体结合的一类称为GPCR受体的人类配体。

布雷迪说,许多GPCR与代谢性疾病有关,并且是药物治疗的最常见靶标。它们很方便地存在于胃肠道中,在那里也发现了肠道细菌。布雷迪说:“如果您要与细菌交谈,那么您就应该与它们交谈。”(肠道细菌是微生物组的一部分,微生物组是存在于人体中和人体上的更大范围的微生物群落。 )

在他们的工作中,Cohen和Brady设计了肠道细菌,以产生与特定人类受体GPR 119结合的特定配体N-酰基酰胺,GPR 119与葡萄糖和食欲的调节有关,并且以前是糖尿病和肥胖的治疗目标。美国山伊坎医学院胃肠病学助理教授科恩说,他们创造的细菌配体在结构上几乎与人类配体相同。西奈

操纵系统

在洛克菲勒临床学者计划的一部分下,在布雷迪实验室工作了五年的科恩说,与细菌打交道的优点之一是,它们的基因比人类的基因更容易操纵,并且已经有很多关于它们的知识。他说:“我们内在所有细菌的所有基因都已被测序。”

在过去的项目中,布雷迪实验室的研究人员从土壤中提取微生物以寻找天然存在的治疗剂。在这种情况下,科恩首先从人类粪便样本中寻找可以制造的DNA的肠道细菌。当他发现它们时,便将它们克隆并包装在易于生长的大肠杆菌中。然后,他可以看到工程化的大肠杆菌菌株在制造什么分子。

尽管布雷迪是非人类微生物的产物,但布雷迪说,将它们在实验室中产生的细菌配体视为异物是错误的。他说:“过去20年来,这一领域的思想上最大的变化是我们与这些细菌的关系不是拮抗的。”“它们是我们生理的一部分。

布雷迪说:“我们正在做的是利用本机系统并对其加以利用,以发挥我们的优势。”这是我们希望对源自微生物的分子可以做什么进行大规模,功能性研究的第一步。 。他的计划是系统地扩展和定义肠道中细菌与我们相互作用所使用的化学。事实证明,我们的肚子充满了希望。

郑重声明:本文版权归原作者所有,转载文章仅为传播更多信息之目的,如作者信息标记有误,请第一时间联系我们修改或删除,多谢。