新闻 | 同住者的基因也会“进驻”你的肠道？研究揭示基因经微生物的社会传播
与你同住者的基因，可能正在悄然影响你肠道里的细菌。发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的一项研究显示，社会共同生活不仅塑造个体的肠道微生物群，也能让基因效应通过微生物在群体中“扩散”。
该研究由巴塞罗那基因组调控中心（Center for Genomic Regulation，CRG）与加州大学圣迭戈分校合作完成，研究对象为超过4000只实验鼠。研究发现，实验鼠肠道微生物群的组成，既受自身基因影响，也受到其同居个体基因的显著作用。
研究团队指出，基因本身不会在个体之间转移，但由基因塑造的共生微生物却可以通过亲密的社会接触在个体之间传播。某些基因会偏向性地促进特定肠道细菌的生长，而这些细菌能够在共同生活的动物之间交换，从而让基因效应“溢出”到其他个体身上。
“这并不是什么魔法，而是基因影响通过社会接触传播的结果。基因会塑造肠道微生物群，而我们发现，起作用的不仅仅是个体自身的基因。”该研究通讯作者、CRG研究员阿梅莉·博（Amelie Baud）博士表示。
肠道微生物群由数万亿微生物组成，在消化、免疫和整体健康中发挥关键作用。尽管饮食和药物被认为是影响肠道微生物的主要因素，但遗传因素的贡献长期以来难以精确界定。在人类研究中，目前仅有乳糖酶基因和ABO血型基因被可靠地证实与肠道菌群存在关联。
研究人员指出，自然环境中“先天与后天”的因素高度交织：基因会影响饮食和生活方式，而家庭成员和社会关系又会共享食物、居住环境和微生物，使遗传效应难以分离。为此，研究团队选择在严格控制条件下饲养的实验鼠作为模型，确保所有个体接受相同饮食，同时具备高度的遗传多样性。
这4000只实验鼠来自美国四个不同设施、四个独立群体，饲养流程各异。通过整合全基因组数据与肠道微生物数据，研究人员识别出三个在不同环境条件下依然稳定存在的“基因—微生物”关联区域。
其中最显著的关联涉及基因St6galnac1。该基因负责在肠道黏液上添加糖分子，而研究人员认为，肠道细菌Paraprevotella正是以这些糖为营养来源。这一关联在四个实验群体中均被观测到。第二个遗传区域包含多种黏蛋白基因，与厚壁菌门（Firmicutes）细菌的丰度相关。第三个区域则涉及编码抗菌分子的Pip基因，与鼠类常见、在人类中也存在的Muribaculaceae科细菌相关。
得益于大规模样本，研究人员首次量化了实验鼠肠道微生物群中，哪些比例由自身基因决定，哪些比例源于同居个体的基因影响。这种现象被称为“间接遗传效应”，类似母体基因通过哺育环境影响后代生长或免疫系统的经典案例。
研究团队构建了计算模型，将直接遗传效应与社会接触带来的间接效应加以区分。结果发现，部分Muribaculaceae细菌同时受到直接和间接遗传影响。当模型纳入这些社会效应后，三个新发现的基因—微生物关联中，总体遗传影响强度增加了4至8倍。研究人员认为，这可能仅揭示了真实情况的一小部分。
“我们可能只是看到了冰山一角。”博博士表示，“目前能检测到的是信号最强的细菌，随着微生物组测序技术的进步，未来或将发现更多受到社会遗传效应影响的微生物。”
研究进一步提出，如果类似机制在人类中同样存在，那么基因对健康的影响可能在大型人群研究中被系统性低估。基因不仅可能决定个体的疾病风险，还可能通过微生物传播，影响其社会网络中其他人的健康。
在机制层面，研究人员指出，实验鼠中的St6galnac1在功能上与人类基因ST6GAL1高度相关，而此前研究也发现ST6GAL1与Paraprevotella存在关联。这提示，不同物种可能共享一种生物学机制：肠道黏液表面的糖基修饰决定了哪些微生物能够在肠道中定植和繁衍。
研究团队还提出了一些潜在的医学假设。例如，ST6GAL1曾在其他研究中与疫苗突破性感染新冠病毒（SARS-CoV-2）相关，而Paraprevotella已被证实可促进病毒进入宿主细胞所需消化酶的降解。基因变异或许通过调控该细菌丰度，间接影响病毒感染风险。
此外，Paraprevotella还可能影响IgA抗体结构。IgA在肠道中发挥保护作用，但异常时可能进入血液并在肾脏沉积，导致IgA肾病。研究人员推测，这一通路或许解释了部分人群罹患该自身免疫性疾病的原因。
下一步，研究团队计划深入解析St6galnac1如何在实验鼠体内调控Paraprevotella，并追踪其对肠道乃至全身生理过程的连锁反应。
“我现在几乎对这种细菌着迷了。”博博士表示，“我们的结果在四个独立设施中都得到了验证，这为后续研究提供了极其罕见的机会。”
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与你同住者的基因，可能正在悄然影响你肠道里的细菌。发表于《自然·通讯》（Nature Communications）的一项研究显示，社会共同生活不仅塑造个体的肠道微生物群，也能让基因效应通过微生物在群体中“扩散”。
该研究由巴塞罗那基因组调控中心（Center for Genomic Regulation，CRG）与加州大学圣迭戈分校合作完成，研究对象为超过4000只实验鼠。研究发现，实验鼠肠道微生物群的组成，既受自身基因影响，也受到其同居个体基因的显著作用。
研究团队指出，基因本身不会在个体之间转移，但由基因塑造的共生微生物却可以通过亲密的社会接触在个体之间传播。某些基因会偏向性地促进特定肠道细菌的生长，而这些细菌能够在共同生活的动物之间交换，从而让基因效应“溢出”到其他个体身上。
“这并不是什么魔法，而是基因影响通过社会接触传播的结果。基因会塑造肠道微生物群，而我们发现，起作用的不仅仅是个体自身的基因。”该研究通讯作者、CRG研究员阿梅莉·博（Amelie Baud）博士表示。
肠道微生物群由数万亿微生物组成，在消化、免疫和整体健康中发挥关键作用。尽管饮食和药物被认为是影响肠道微生物的主要因素，但遗传因素的贡献长期以来难以精确界定。在人类研究中，目前仅有乳糖酶基因和ABO血型基因被可靠地证实与肠道菌群存在关联。
研究人员指出，自然环境中“先天与后天”的因素高度交织：基因会影响饮食和生活方式，而家庭成员和社会关系又会共享食物、居住环境和微生物，使遗传效应难以分离。为此，研究团队选择在严格控制条件下饲养的实验鼠作为模型，确保所有个体接受相同饮食，同时具备高度的遗传多样性。
这4000只实验鼠来自美国四个不同设施、四个独立群体，饲养流程各异。通过整合全基因组数据与肠道微生物数据，研究人员识别出三个在不同环境条件下依然稳定存在的“基因—微生物”关联区域。
其中最显著的关联涉及基因St6galnac1。该基因负责在肠道黏液上添加糖分子，而研究人员认为，肠道细菌Paraprevotella正是以这些糖为营养来源。这一关联在四个实验群体中均被观测到。第二个遗传区域包含多种黏蛋白基因，与厚壁菌门（Firmicutes）细菌的丰度相关。第三个区域则涉及编码抗菌分子的Pip基因，与鼠类常见、在人类中也存在的Muribaculaceae科细菌相关。
得益于大规模样本，研究人员首次量化了实验鼠肠道微生物群中，哪些比例由自身基因决定，哪些比例源于同居个体的基因影响。这种现象被称为“间接遗传效应”，类似母体基因通过哺育环境影响后代生长或免疫系统的经典案例。
研究团队构建了计算模型，将直接遗传效应与社会接触带来的间接效应加以区分。结果发现，部分Muribaculaceae细菌同时受到直接和间接遗传影响。当模型纳入这些社会效应后，三个新发现的基因—微生物关联中，总体遗传影响强度增加了4至8倍。研究人员认为，这可能仅揭示了真实情况的一小部分。
“我们可能只是看到了冰山一角。”博博士表示，“目前能检测到的是信号最强的细菌，随着微生物组测序技术的进步，未来或将发现更多受到社会遗传效应影响的微生物。”
研究进一步提出，如果类似机制在人类中同样存在，那么基因对健康的影响可能在大型人群研究中被系统性低估。基因不仅可能决定个体的疾病风险，还可能通过微生物传播，影响其社会网络中其他人的健康。
在机制层面，研究人员指出，实验鼠中的St6galnac1在功能上与人类基因ST6GAL1高度相关，而此前研究也发现ST6GAL1与Paraprevotella存在关联。这提示，不同物种可能共享一种生物学机制：肠道黏液表面的糖基修饰决定了哪些微生物能够在肠道中定植和繁衍。
研究团队还提出了一些潜在的医学假设。例如，ST6GAL1曾在其他研究中与疫苗突破性感染新冠病毒（SARS-CoV-2）相关，而Paraprevotella已被证实可促进病毒进入宿主细胞所需消化酶的降解。基因变异或许通过调控该细菌丰度，间接影响病毒感染风险。
此外，Paraprevotella还可能影响IgA抗体结构。IgA在肠道中发挥保护作用，但异常时可能进入血液并在肾脏沉积，导致IgA肾病。研究人员推测，这一通路或许解释了部分人群罹患该自身免疫性疾病的原因。
下一步，研究团队计划深入解析St6galnac1如何在实验鼠体内调控Paraprevotella，并追踪其对肠道乃至全身生理过程的连锁反应。
“我现在几乎对这种细菌着迷了。”博博士表示，“我们的结果在四个独立设施中都得到了验证，这为后续研究提供了极其罕见的机会。”
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