改造肠道细菌基因 寻找新治疗方法

    这项发现意味着或许在未来微生物可以被用于制药或检测疾病，研究人员说。

    在组成人体的约100万亿细胞中，事实上有90%的细胞是细菌细胞，这些细菌大多要么是无害的要么是友好的。例如，大肠杆菌（E. coli）能合成维生素K2。

    最近，科学家们证明他们或许可以对一些这样的细菌进行基因改造以达到治疗目的。2014年，研究人员展示了基因工程改造的大肠杆菌菌株能产生抑制饥饿感的分子，这类分子可以让小鼠减少食物摄入，从而减轻肥胖。

    然而，使用大肠杆菌的一个问题是大肠杆菌在肠道内的数量并不多。这种微生物只占人体肠道细菌的0.1%。

    在新的研究中，研究人员专注于拟杆菌（Bacteroides），这是一种约占人体肠道微生物12%，并帮助人们分解食物中的淀粉的细菌。拟杆菌的大量存在说明它们与人体细胞及其他肠道微生物有稳定、长期的相互作用，也说明经基因改造的拟杆菌或许可以在肠道中存在。

    研究人员将研究重心放在多形拟杆菌上（Bacteroides thetaiotaomicron），这种菌类在46%的人类体内存在。研究人员使用了为改造其他生物基因的而开发的工具，精确地改造这种微生物。

    此研究的联合作者，麻省理工学院生物工程师，Christopher Voigt说：“让人印象深刻的是，为大肠杆菌等细菌设计的基因片段、基因传感器、基因回路中，可被用于拟杆菌的基因改造的有如此之多。”

    在研究人员将这些经基因改造过的细菌导入小鼠的试验过程中，研究人员发现他们可以按需控制这些微生物的活性。

    “我们可以通过喂养小鼠不同的食物和化学物质控制寄居在小鼠肠道中的基因改造菌株。”Voigt告诉livescience。

    例如，科学家们可以使这些微生物分泌一种很像萤火虫体内蛋白的发光蛋白。（Voigt补充到这种发光很微弱，研究人员不得不用特殊的仪器才能看到。）

    研究人员表示，经设计的肠道微生物群可以帮助识别并杀害有害细菌、制造用于治疗或预防诸如肠易激综合症（Irritable Bowel Syndrome）的疾病的药物、分解难以消化的食物。

    “这可能是人类治疗方法的有力平台，” Voigt说道。未来研究将集中为细菌编码更复杂的功能，如感知和回应不同信号的能力。