作者:Eran Elinav 来源:《细胞》 发布时间:2014/10/24 9:23:29
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人体细菌或也有时差

 

地球上的生命都与自然界24小时的太阳光明暗循环有关,作为生物节律之一,昼夜规律对植物、动物甚至是细菌等微生物的生物功能都有影响。人类可以自行调节生物钟,但是也要为此付出代价:比如昼夜规律经常被时差、倒班等扰乱的人,更容易患糖尿病、肥胖症、心脏病以及癌症。有很多理论可以证明它们之间的关系,而近期研究人员又发现一种受到生物钟影响的新成员:那就是居住在消化道里的细菌。根据一项对大鼠和少数人类志愿者的研究,这些肠道微生物的生物钟与它们的寄主具有同步性。

过去几年来,科学家对肠道细菌的研究兴趣产生了一次大爆发,这些微生物似乎对从免疫力到新陈代谢再到个人情绪等每件事情上都有影响。尽管很多因为生物钟紊乱而产生的疾病都存在肠道微生物被扰乱的情况,但两者之间的精确联系目前尚未明确。以色列魏兹曼科学中心免疫与微生物学家Eran Elinav十分好奇,这些微生物的生物钟是否是其中丢失的一块拼图。

为了证明这项理论,他与同事对24小时昼夜生活规律的实验室大鼠的排泄物样品中的一些微生物进行了分析,样品在两个24小时的周期内每隔6小时取一次。60%的微生物由各种细菌组成,这些细菌在白天和晚上会在整体数量和相互之间的干扰等方面上下波动。光线较暗的夜间是大鼠最活跃的时候,这些细菌会忙着消化营养物,修复它们的DNA,并不断增长;而在光线较强的时候,微生物则变为“管家”,比如排毒、感知它们周围的化学物质,生长出鞭毛或“尾巴”帮助微生物运行。

而那些丧失生物钟功能的大鼠肠道细菌无论在数量还是活性上均没有出现相同的波动,并对光线产生相应的应答。这表明,动物自身的生物钟在一定程度上控制着体内寄生细菌的生物钟。那些取自生物钟功能丧失的大鼠体内的微生物被植入正常昼夜光照条件下健康的大鼠体内后,一周内这些微生物的生物节律也恢复正常。

Elinav表示,这些结论在10月16日发表于《细胞》杂志后让很多人感到惊奇。此前的研究发现,很多细菌确实存在基于光线应答的昼夜节律现象,比如蓝藻就通过光合作用获取能量。但是肠道内的微生物所有时间都待在黑暗中,它们怎么分辨时间呢?在寄主与这些细菌之间一定存在某种传递信号。(来源:中国科学报 冯丽妃)

 
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