不同种类的拟杆菌 (图中显示的有五种)与许多其他种类的细菌一起在人类肠道中定植。这些微生物被统称为肠道微生物群落，对人类健康具有关键作用。
人类的肠道是一个危险的地方。生活在人体肠道内的细菌会排出毒素来阻止其他微生物的入侵。令人意外的是，据来自美国华盛顿大学霍华德休斯医学研究所的科学家们在《自然》杂志上的报告：每个人的肠道都有自己的一套毒素，微生物必须解决这套个性化的“密码”才能在人类的肠道中生存。
这项研究的共同作者、华盛顿大学霍华德休斯医学研究所研究员Joseph Mougous说，这些发现表明，针对益生菌或活的生物疗法，也就是促进健康细菌生长的微生物补充剂，并没有一个放之四海而皆准的方法。通过控制肠道微生物来促进健康是很有希望的，但我们之前对微生物在肠道内定殖的规则还不清楚。现在，科学家们对细菌如何定殖有了更好的理解。
Mougous的团队主要致力于为不同的人定制有益的微生物疗法。在过去的十年中，他们发现了一种被称为第六型分泌系统的细菌防御机制的细节。这个分泌系统就像一个分子注射器，会将毒素注射到邻近的细胞中，破坏细胞壁，撕裂细胞膜，并吞噬细胞的能量来源。“它们相当阴险。” Mougous说。
细菌会利用免疫基因来中和这些毒素并保护自己，而缺乏正确免疫基因的入侵者会被踢出。Mougous的团队认为毒素和免疫基因是成对出现的，就像一把锁和一把钥匙。但通过对1000多个人类粪便样本的数据进行分析，科学家们发现并非如此。
来自肠道脆弱拟杆菌的免疫基因远远超过了毒素。研究小组发现，所有这些额外的免疫基因实际上都属于其他细菌。这些细菌偷走了脆弱拟杆菌的基因，以保护自己免受其毒素的侵害。这意味着这些基因对细菌在人类肠道中生存至关重要，Mougous说——这是科学家们以前不知道的。
实验表明，免疫基因聚集在DNA链上，可以从一个菌株转移到另一个菌株。在实验室的培养皿中和小鼠体内，被赋予这些免疫基因的细菌立即对脆弱拟杆菌的毒素产生了抗药性。
此外，研究小组还发现，人类粪便样本中含有独特的毒素和免疫基因组合。“所以，在一个人的肠道微生物种群中生存，所需要的东西和另一个人可能是不一样的。研究结果可能有助于解释为什么人们很难修改他们肠道的微生物组组成。利用某些细菌在肠道内定殖的通用疗法可能永远不会成功，我们需要个体化的方案。” Mougous说。
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编译：花花 审稿：三水 责编：张梦
期刊来源：《自然》 期刊编号：0028-0836
原文链接：https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-10/hhmi-tsi102519.php
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