美軍“招募”腸道細菌抗肥胖
參考消息網(wǎng)12月20日報道 美國《科學美國人》月刊網(wǎng)站12月16日發(fā)表題為《美國海軍“招募”腸道微生物抗擊肥胖和疾病》的報道稱，合成生物學家杰夫·泰伯正在他位于美國賴斯大學的實驗室中建立某種小人國式的海軍軍官學校。這些海軍“軍校生”十分渺小，以至于用肉眼無法看到。但它們卻是執(zhí)行保護美國海軍部隊抵御內(nèi)部敵人(從代謝紊亂到焦慮和抑郁癥)的重要任務的成員。
2014年泰伯獲得美國海軍研究處一項為期三年的撥款，用于對通常存在于人類腸道內(nèi)的一種無害大腸桿菌進行基因改造。研究的目的是創(chuàng)造一種能夠鎖定正在發(fā)展中的疾病并予以阻擋(甚至是在癥狀出現(xiàn)之前)的可食用益生微生物。他最近利用可以探測到疾病標志化學物的存在(至少是在實驗鼠腸道內(nèi))的傳感器成功對大腸桿菌進行了改造。
他說，他的終極目標是設計“可以調(diào)節(jié)人類腸道環(huán)境從而使其保持健康的精密腸道細菌”。這涉及到對大腸桿菌的基因進行重新連接，以便把細胞變成可預測和可靠的微生物“衛(wèi)生員”。這些“衛(wèi)生員”體內(nèi)裝載有特制的基因電路，可以感知特定的化學紊亂，并發(fā)射出分子炮彈將它們消滅。泰伯說，這些細胞在腸道內(nèi)只會生存很短的時間，也許是六小時左右，“這么長的時間足夠它們完成自己的任務了”。然后它們會自然死亡或自我毀滅。
泰伯的初步目標：肥胖和相關代謝問題。泰伯說：“我們希望用一種經(jīng)過基因改造的大腸桿菌來感知與肥胖有關的腸道失調(diào)，然后輸送有益的分子以防止體重增加。”
泰伯的研究代表了兩個熱門領域(合成生物學和微生物組學)富有成效的碰撞。合成生物學是利用微生物制取有益產(chǎn)品的工程學，而微生物組學則是關于生活在人類及其他動物身上及體內(nèi)的微生物(統(tǒng)稱為微生物組)的研究。
泰伯的項目是一項規(guī)模更大的微生物組學計劃的一部分。該計劃得到了美國海軍研究處的資助，目的是幫助美國海軍部隊在面臨緊張刺激因素(包括飲食或環(huán)境變化、對環(huán)境的憂懼、因時區(qū)變換或在潛艇中起居造成的失眠或生理節(jié)律紊亂)時更具活力。美國海軍研究處作戰(zhàn)人員保護與應用科的項目主管琳達·克里西說：“我們對腸道細菌如何應對這些壓力很感興趣。它們有助于宿主應對壓力嗎？若有幫助，那我們能否對小型生物群進行微調(diào)將宿主與壓力隔絕？”
泰伯選擇了以肥胖為研究重點是因為“我們已經(jīng)在分子層面對它很有了解，因此它很適合用來驗證理念”。我們體內(nèi)的小型生物群就像某種代謝“器官”，影響著熱量和營養(yǎng)的吸收，掌管著能量平衡，控制著我們的體重。很顯然，某些細菌能生成分子擾亂體內(nèi)平衡，引起肥胖和其他紊亂。
研究證明，健康人體內(nèi)的腸道細菌產(chǎn)生的化合物能增強腸壁，而肥胖者體內(nèi)腸道細菌產(chǎn)生的化合物會削弱腸壁。這就使細菌分子得以進入它們不該進入的體內(nèi)血液，觸發(fā)免疫反應。由此產(chǎn)生的慢性炎癥與多種疾病有關，包括炎癥性腸道疾病和精神疾病(焦慮和抑郁等)。
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