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科学家揭示好细菌如何控制细胞中的基因

时间:2018-05-14  点击: 23

这是鼠标大肠内层的图像。用红色标记DNA,用绿色显示称为巴豆酰化的后生标记。黄色显示巴豆酰化和DNA一起被发现的区域。来自肠道细菌的信号可以改变肠道巴豆酰化的量,从而影响基因活性。 Juri Kazakevych博士,Babraham研究所

来自剑桥附近的巴巴拉姆研究所的科学家与来自巴西和意大利的同事合作,发现了肠道内好菌能够控制细胞中基因的方式。今天(1月9日)在Nature Communications上发表的这项研究表明,来自细菌的化学信息可以改变人类基因组中关键化学标记的位置。通过这种沟通方式,细菌可以帮助抵抗感染并预防癌症。

由Patrick Varga-Weisz博士领导的这项工作表明,消化水果和蔬菜时肠道细菌产生的化学物质如何影响肠道细胞中的基因。这些称为短链脂肪酸的分子可以从细菌移动到我们自己的细胞中。在我们的细胞内部,它们可以触发改变基因活动并最终影响我们细胞行为的过程。

这项新的研究表明,短链脂肪酸会增加我们基因的化学标记数量。这些称为巴豆酰化的标记物最近才被发现,并且是基因组中化学注释的新增加物,统称为表观遗传标记物。研究小组表明,短链脂肪酸通过关闭一种叫做HDAC2的蛋白质来增加巴豆酰化的数量。科学家认为巴豆酰化的改变可以通过开启或关闭基因来改变基因活性。

研究小组研究了肠道内大部分细菌已经消失的小鼠,并发现他们的细胞比正常细胞含有更多的HDAC2蛋白。其他研究表明,HDAC2的增加可能与结肠直肠癌风险增加有关。这可能意味着在肠道细胞基因组中调节巴豆酰化对预防癌症很重要。它还突出了在这个过程中好细菌和健康饮食的重要作用。

作为英国研究理事会(RCUK)和圣保罗研究基金会(FAPESP)之间协议的一部分而建立的双边BBSRC-巴西基金的支持,该研究得以实现,该基金欢迎,鼓励和支持英国与英国之间的合作研究巴西。

第一作者Rachel Fellows说:“短链脂肪酸是肠道细胞的关键能量来源,但我们也表明它们影响基因组的巴豆酰化。巴豆酰化在许多细胞中发现,但它在肠道中特别常见。我们的研究通过确定HDAC2的新角色来揭示为什么会出现这种情况。反过来,这又牵涉到癌症,并提供了一个有趣的新药目标,有待进一步研究。“

首席科学家Patrick Varga-Weisz博士说:“我们的肠道是无数细菌的家园,帮助消化诸如植物纤维等食物。它们还可以作为有害细菌的屏障并教育我们的免疫系统。这些错误如何影响我们的细胞是这些过程的关键部分。我们的工作阐明了短链脂肪酸如何促进包装基因组的蛋白质调控,从而影响基因活性。“

关键信息:

肠道中的好菌可产生影响人类基因组的化学信号基因组中的变化可能有助于抵抗感染并预防癌症化学信号由水果和蔬菜消化产生的细菌产生

出版物:Rachel Fellows等,“Microbiota衍生的短链脂肪酸通过组蛋白脱乙酰酶促进结肠中的组蛋白巴豆酰化”,Nature Communications 9,商品号:105(2018)doi:10.1038 / s41467-017-02651-5

来源:巴巴拉姆研究所

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