有關(guān)宿主機(jī)體遺傳特性對(duì)腸道微生物組組成影響的研究主要關(guān)注個(gè)體單核苷酸多態(tài)性（SNPs）對(duì)機(jī)體腸道微生物組組成的影響，而并未考慮其所產(chǎn)生的集體影響或?qū)ξ⑸锝M具體功能的影響。

近日，一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Scientific Reports上題為“Collective effects of human genomic variation on microbiome function”的研究報(bào)告中，來(lái)自康奈爾大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究深入揭示了人類(lèi)機(jī)體遺傳特性影響機(jī)體腸道微生物組功能的分子機(jī)制，同時(shí)該研究還擴(kuò)大了人類(lèi)遺傳特性在塑造微生物組方面所扮演的角色或功能。

組類(lèi)腸道微生物組的數(shù)萬(wàn)億個(gè)有機(jī)體會(huì)對(duì)機(jī)體的代謝功能、**和整體健康產(chǎn)生極大的影響，然而研究人員并不清楚腸道微生物組如何以及在多大程度上反過(guò)來(lái)會(huì)被人類(lèi)宿主機(jī)體的基因組所塑造。

研究者Ilana Brito表示，這篇研究報(bào)告中，我們采用了一種新方法來(lái)分析宿主-微生物組之間的遺傳相互作用，并且揭示了許多實(shí)例來(lái)闡明，人類(lèi)宿主機(jī)體的遺傳組成會(huì)直接影響腸道微生物組的功能表現(xiàn)。當(dāng)一種**或表型是由單一的基因突變所引起，那么找到主要負(fù)責(zé)的基因或許是一個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的過(guò)程，但一整套基因之間可以發(fā)生相互作用，從而導(dǎo)致**或其它表型表達(dá)，而這或許是一種更為復(fù)雜的機(jī)制，在人類(lèi)基因組中，不同人群之間存在許多連續(xù)的變異，甚至在同一個(gè)人的成對(duì)染色體中也會(huì)存在這種現(xiàn)象。

揭示人類(lèi)機(jī)體的遺傳特性影響腸道微生物組功能的分子機(jī)制。

圖片來(lái)源：Pixabay/CC0 Public Domain

當(dāng)一個(gè)變異由單個(gè)核苷酸的替代所產(chǎn)生時(shí)，這就是所謂的單核苷酸多態(tài)性（SNP），利用一種特殊的計(jì)算和模擬技術(shù)，研究人員就能識(shí)別出與微生物組相關(guān)特征、障礙及癌癥所關(guān)聯(lián)的SNPs，換句話(huà)說(shuō)，其或許能揭示出人類(lèi)基因組對(duì)腸道微生物組的直接影響效應(yīng)。

研究者Clark說(shuō)道，將人類(lèi)基因組中的突變與腸道微生物組的突變相關(guān)聯(lián)起來(lái)一直以來(lái)都比較棘手，因?yàn)槿祟?lèi)基因組的突變是彼此相互關(guān)聯(lián)的，且具有相關(guān)的功能，而腸道中**的種類(lèi)或許彼此是獨(dú)立的。

本文研究的特別之處在于其能利用數(shù)據(jù)中的特殊結(jié)構(gòu)信息，重點(diǎn)關(guān)注于腸道微生物組的功能，而并不是形成微生物組的生物群落中每個(gè)物種的遺傳組成，其重點(diǎn)關(guān)注了人類(lèi)基因的廣泛集合以及其對(duì)微生物組功能的影響，而并非研究單一基因，同時(shí)還使用了一種新型策略來(lái)模擬人類(lèi)腸道中的功能和物種分布情況。過(guò)去的模型并不能很好地適應(yīng)宏基因組測(cè)序數(shù)據(jù)集的共同特點(diǎn)，于是研究人員提出了使用Tweedie分布策略（一種概率模型）來(lái)說(shuō)明這種特征。此前，研究人員在自然語(yǔ)言處理過(guò)程中應(yīng)用了Tweedie模型策略，其在這種情況下似乎也非常合適，研究者發(fā)現(xiàn)，Tweedie模型方法或許足夠靈活，其能捕捉到宏基因組分類(lèi)群和基因豐度中的均值-變異的關(guān)聯(lián)，并優(yōu)于標(biāo)準(zhǔn)的方法。

綜上，本文研究結(jié)果表明，研究人員提出了一種新型靈活的框架來(lái)研究宿主-微生物組之間的遺傳相互作用，同時(shí)還為目前圍繞研究人類(lèi)機(jī)體遺傳特征對(duì)腸道微生物???的影響機(jī)制提出了一種新的維度的解釋。（生物谷Bioon.com）