我們與生活在我們體內(nèi)的數(shù)萬億細菌有共生關(guān)系 - 它們幫助我們，我們幫助它們。事實證明，他們甚至說同一種語言。來自洛克菲勒大學和伊坎醫(yī)學院的新研究。西奈認為，這些新發(fā)現(xiàn)的共性可能為“工程化”腸道菌群打開了大門，這些腸道菌群可以對疾病產(chǎn)生治療上的有益作用。

“我們稱之為模仿，”洛克菲勒大學遺傳編碼小分子實驗室主任肖恩布拉迪說。本周在“ 自然 ”雜志上發(fā)表的一篇論文中描述了這一突破。

在一項雙管發(fā)現(xiàn)中，Brady和共同研究人員路易斯科恩發(fā)現(xiàn)腸道細菌和人體細胞雖然在許多方面有所不同，但它們基于稱為配體的分子，講的是基本相同的化學語言。在此基礎(chǔ)上，他們開發(fā)了一種基因工程方法，通過改變?nèi)梭w新陳代謝，生產(chǎn)出可能治療某些疾病的分子。在對小鼠系統(tǒng)的測試中，改良腸道細菌的引入導致動物血糖水平降低和其他代謝變化。

分子模仿

該方法涉及配體的鎖鍵關(guān)系，其與人細胞膜上的受體結(jié)合以產(chǎn)生特定的生物學效應(yīng)。在這種情況下，細菌衍生的分子模仿人類配體，其與一類稱為GPCR的受體結(jié)合，用于G蛋白偶聯(lián)受體。

Brady說，許多GPCR與代謝疾病有關(guān)，并且是藥物治療的最常見目標。并且它們方便地存在于胃腸道中，其中也發(fā)現(xiàn)了腸道細菌。“如果你要談?wù)摷毦?rdquo;布拉迪說，“你將在那里與他們交談。” (腸道細菌是微生物組的一部分，微生物群體存在于人體內(nèi)和體內(nèi)。)

在他們的工作中，Cohen和Brady設(shè)計腸道細菌以產(chǎn)生特異性配體N-?；０罚渑c特定的人類受體GPR119結(jié)合，已知其參與葡萄糖和食欲的調(diào)節(jié)，并且以前是治療糖尿病和肥胖癥的治療靶點。他們創(chuàng)造的細菌配體在結(jié)構(gòu)上幾乎與人類配體完全相同，科恩醫(yī)學院的伊恩醫(yī)學院胃腸病學助理教授科恩說。西奈半島。

操縱系統(tǒng)

在使用細菌的優(yōu)勢中，科恩在布拉迪實驗室花了五年時間作為洛克菲勒臨床學者計劃的一部分說，他們的基因比人類基因更容易操作，而且人們已經(jīng)對它們了解很多。“我們內(nèi)部所有細菌的所有基因都已在某些時候進行了測序，”他說。

在過去的項目中，布雷迪實驗室的研究人員從土壤中開采微生物以尋找天然存在的治療劑。在這種情況下，科恩開始用人體糞便樣本尋找他可以設(shè)計的DNA的腸道細菌。當他找到它們時，他克隆了它們并將它們包裝在易于生長的大腸桿菌中。然后，他可以看到工程化大腸桿菌菌株制造的分子。

雖然它們是非人類微生物的產(chǎn)物，但Brady說將實驗室中產(chǎn)生的細菌配體視為外來物是錯誤的。“在過去20年中，這一領(lǐng)域最大的改變是，我們與這些細菌的關(guān)系并不是對立的，”他說。“它們是我們生理學的一部分。我們正在做的是利用原生系統(tǒng)并將其操縱到我們的優(yōu)勢。”

“這是我們希望對微生物分子產(chǎn)生的分子進行大規(guī)模，功能性審訊的第一步，”布拉迪說。他的計劃是系統(tǒng)地擴展和定義我們內(nèi)臟中細菌用來與我們互動的化學物質(zhì)。事實證明，我們的肚子充滿了希望。