研究發(fā)現(xiàn)食物微生物群占成人腸道微生物群的約3%！
小楊 / 2024-09-09 09:26:03
百歐博偉生物：食物決定了我們的健康，而我們攝入的每一種食物都帶有它們自己的微生物群。這一點(diǎn)非常有趣，尤其是考慮到這些食物微生物群可能比我們腸道內(nèi)的微生物群更為神秘。因此，一個(gè)重要的問題浮現(xiàn)：食物中的微生物群究竟在多大程度上影響了我們的腸道微生物群？
為了回答這個(gè)問題，研究人員通過測序2533種不同食物的宏基因組，開發(fā)了一個(gè)食物微生物群數(shù)據(jù)庫。他們鑒定出了10,899種與食物相關(guān)的微生物，其中一半是此前未知的物種，并且發(fā)現(xiàn)這些微生物平均占成年人腸道微生物群的3%，而在嬰兒中則高達(dá)56%。
這項(xiàng)研究的詳細(xì)結(jié)果發(fā)表在《細(xì)胞》期刊上，題為《來自2500種食物宏基因組的未探索微生物多樣性及其與人類微生物群的聯(lián)系》。研究的聯(lián)合資深作者、特倫托大學(xué)和米蘭歐洲腫瘤研究所的計(jì)算微生物學(xué)家Nicola Segata博士表示：“這是目前為止對食物中微生物的最大規(guī)模調(diào)查。我們現(xiàn)在可以利用這一參考數(shù)據(jù)，更好地理解食物的質(zhì)量、保存、安全性以及其他特性與其中的微生物之間的聯(lián)系。”
傳統(tǒng)上，食物中的微生物通常通過在實(shí)驗(yàn)室中逐一培養(yǎng)來進(jìn)行研究，但這一過程耗時(shí)且效率低下，且并非所有微生物都易于培養(yǎng)。為了更全面和高效地表征食物微生物群，研究人員利用了宏基因組學(xué)這一分子工具，能夠同時(shí)測序每種食物樣本中的所有遺傳物質(zhì)。雖然宏基因組學(xué)通常用于分析人類微生物群或環(huán)境樣本，但此前并未在如此大規(guī)模上用于研究食物。
“食品微生物學(xué)家已經(jīng)研究食物并進(jìn)行食品安全檢測已有一百多年，但我們對現(xiàn)代DNA測序技術(shù)的利用還不夠充分，”聯(lián)合資深作者、Teagasc、APC微生物群愛爾蘭和VistaMilk愛爾蘭的微生物學(xué)家Paul Cotter博士指出。“這是該領(lǐng)域研究的新起點(diǎn)，我們將充分利用現(xiàn)有的分子技術(shù)。”
研究團(tuán)隊(duì)分析了來自50個(gè)國家的2533個(gè)食物相關(guān)的宏基因組，其中包括1950個(gè)新測序的宏基因組。這些宏基因組來自多種食物，其中65%為乳制品，17%為發(fā)酵飲料，5%為發(fā)酵肉類。
這些宏基因組包含了10,899種與食物相關(guān)的微生物，這些微生物被分類為1036種細(xì)菌和108種真菌物種。類似的食物往往含有相似類型的微生物——例如，不同發(fā)酵飲料中的微生物群落彼此相似，但與發(fā)酵肉類中的微生物差異較大——不過乳制品之間的差異更大，這可能是由于調(diào)查的乳制品種類更多。
盡管研究人員在食物樣本中并未發(fā)現(xiàn)許多明顯的致病細(xì)菌，但他們確實(shí)鑒定出了一些可能對食物風(fēng)味或保存產(chǎn)生不利影響的微生物。了解不同類型食物中應(yīng)有的微生物群，能夠幫助生產(chǎn)者——無論是工業(yè)生產(chǎn)者還是小規(guī)模生產(chǎn)者——生產(chǎn)出更一致且更受歡迎的產(chǎn)品。此外，這也可以幫助食品監(jiān)管部門明確哪些微生物應(yīng)存在于特定類型的食物中，以及哪些不應(yīng)存在，以驗(yàn)證“本地”食品的身份和來源。
Segata表示：“我們發(fā)現(xiàn)一些微生物存在于不同的食物中，執(zhí)行著相似的功能，同時(shí)我們也發(fā)現(xiàn)每個(gè)本地設(shè)施或農(nóng)場的食物具有獨(dú)特的特征。這一點(diǎn)很重要，因?yàn)樗梢赃M(jìn)一步提升本地食品的特異性和質(zhì)量的概念，我們甚至可以利用宏基因組學(xué)來驗(yàn)證來自特定設(shè)施或地區(qū)的食品的真實(shí)性。”
了解食物微生物群對人類健康也可能有重要影響，因?yàn)槲覀償z入的一些微生物可能會(huì)成為我們自身微生物群的穩(wěn)定成員。為探討食物相關(guān)微生物與人類微生物群的重疊，研究團(tuán)隊(duì)將他們的新數(shù)據(jù)庫與19,833個(gè)此前測序的人類宏基因組進(jìn)行了比較。結(jié)果表明，食物相關(guān)的微生物種類構(gòu)成人類成年腸道微生物群的約3%，而在新生兒中則超過50%。
Segata指出：“這表明我們的一些腸道微生物可能直接來自食物，或者在人類歷史上，某些微生物是從食物中獲得的，然后這些微生物逐漸適應(yīng)，成為人類微生物群的一部分。盡管3%的比例看似很小，但在我們體內(nèi)這些微生物的功能可能非常重要。通過這個(gè)數(shù)據(jù)庫，我們可以大規(guī)模地調(diào)查食物微生物的特性如何影響我們的健康。”
這項(xiàng)研究是MASTER EU聯(lián)盟的主要成果之一，MASTER EU是一個(gè)涵蓋14個(gè)國家29個(gè)合作伙伴的歐盟資助計(jì)劃，旨在表征整個(gè)食品鏈中微生物的存在及其功能。
Cotter表示：“未來，我們希望探索這些食物微生物群在不同食物、文化、生活方式和人口中的多樣性。”
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