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紫菜只爱日本胃:海洋微生物与肠道细菌交换基因

来源:新民周刊       更新时间:2010-5-21 11:18:55
 
时,来自海洋的细菌也会不请自来,同时也会与肠道细菌交换遗传基因片段。这些细菌在以后很长的时间中,通过多种方式逐渐成为了人类身体的一部分,帮助我们消化食物,摄入能量,发挥巨大的作用。

  第二基因组

  说到肠道微生物,那真是劳苦功高。

  人体内含有数以兆计的微生物,总重量大约有1.5千克,一般认为其总数至少是人体总细胞数的10倍。这些细菌大部分寄生在人的肠道中,据估计,在肠道内大约存在1000种到1150种细菌,拥有330多万个基因,而人类只拥有2.3万多个基因,实在是相形见绌。在已发现的细菌基因中,研究人员只对其不足30%有过系统研究,另有40%基因虽然来自于已知细菌,但未经过仔细研究,还有至少25%的基因研究人员从未见过。这一巨大的宝库被称为我们的第二基因组。

  肠道微生物作用重大,其中之一就是提供人类基因组中所缺的消化酶。肠道微生物帮助人们消化糖分、生成氨基酸和维生素以及将食物中复杂的化合物转化为人体所需物质。比如,来自陆地植物的多糖,它在整个进化过程中一直是人类饮食构成的主要部分,而它就是在肠道中被类杆菌所具有的高度特异性的多糖水解酶分解的。

  基因能够在不同的细菌当中穿梭交换,帮助彼此相互产生耐药性,也就是人们所说的横向基因转移。科学家曾假设过消化道细菌能从其他微生物中攫取基因,但一直还没有特别显著的实验例证,而此次的发现可以被认为是第一次得到了明证——肠胃细菌从食物中获取新的基因,并成功将其转化为自身基因,从而帮助我们从食物当中提取更多的能量。

  这既是细菌为了适应环境而进行的一种进化策略,同时,也是人类文化比如不同地域的饮食文化影响消化道细菌的一个例证。我们也可以假设,在人类历史上,这种消化系统进化过程,也就是吃进的细菌可能已经无数次地为肠道中微生物提供很有价值的实用基因资源,以帮助我们人类适应新的环境和新的食物。

  不可复制的案例

  这么看来,我们爱吃什么绝不仅仅只是个人饮食习惯和口味差异所决定的,而是有着更深层次的因素,或者说是更久远的因素。

  不过,今天,如果北美人希望通过吃寿司,让自己肚子里的细菌也进化成“超级紫菜菌”,看起来似乎希望不大。因为基因转移毕竟是小概率事件。日本人之所以拥有“超级紫菜菌”,是因为日本人独特的饮食文化,一直以来大量食用海藻从客观上迫使肠道细菌有选择的压力,不得不保留消化海藻的基因;而并不热衷吃紫菜的北美人,他们胃中的微生物已经习惯了西方饮食结构,它们已安于现状,没有必要再去消化海藻多糖,也就无需费力得到那些基因并保留它们了。

  而且,最为关键的是,现在即使猛吃寿司,也没有任何可能再次获得海洋细菌的“无私馈赠”了,因为包寿司的紫菜已全部经过了消毒灭菌处理,上面几乎没有任何微生物存在,当然也就谈不上获取新的基因了。以此类推,我们可以想象,食物中的其他细菌都逃不过相同命运,也就是说,无菌食品带给我们的,或许是将一座至关重要的基因库的大门永久关闭。无疑,这将对调节我们的健康与疾病产生一定影响。

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