日前，來自加州大學舊金山分校（UCSF）的科學家們首次成功編輯了活體小鼠腸道微生物組中的細菌基因組。獵殺細菌的病毒加載了CRISPR基因編輯系統，這一突破可能將有助於操縱不同細菌物種之間的比例從而治療一系列健康問題。
我們每個人的腸道里都有一個巨大的微生物群落。這個腸道微生物群跟我們的健康有着千絲萬縷的聯繫，而不僅僅是消化系統的健康。最近的研究發現，腸道微生物組可能在自身免疫性疾病、糖尿病、癌症、心血管疾病、帕金森氏症、阿爾茨海默氏症、多發性硬化症甚至抑鬱症中起作用。
這個微妙的生態系統的平衡可能會被我們的飲食、抗生素和許多其他因素所擾亂並且很難撥亂反正。益生菌和糞便移植可能會有幫助，但它們並不總是採取且可能無法達到預期的效果。
對於這項新研究，來自加州大學舊金山分校的研究人員調查了腸道細菌的基因編輯如何幫助恢復微生物組構成的平衡。一個重要的區別是設計出在不影響其他可能有益的菌株的基礎上針對特定菌株的治療方法。
這項研究的論文通訊作者Peter Turnbaugh表示：“我們已經展示了哺乳動物腸道微生物組內的第一個穩定基因編輯。這是嘗試對腸道內的細菌進行改造的起點。”
大腸桿菌作為我們腸道中最常見的居民之一，既擁有對我們有益的菌種，也擁有可能導致食物中毒等疾病的菌種。在對小鼠的測試中，該團隊設計了一種名為M13的噬菌體–一種專門獵殺大腸桿菌的病毒–來選擇性地關注一種菌株。當該病毒抓住時，它將CRISPR-Cas9傳遞給目標細菌並刪除染色體。
研究小組給小鼠口服M13並通過分析動物的糞便監測微生物組的變化。在治療開始前，目標菌株在它們的內臟中佔據主導地位，但兩周后它只佔了百分之一。
研究人員指出，這項技術最終可用於改變微生物組的構成以幫助糾正可能導致健康問題的不平衡。但當然，這是一個崇高的目標，考慮到微生物組的巨大複雜性，這個目標仍遙遙無期。對於研究人員們來說，仍有很多工作要做–包括尋找其他可以針對不同細菌的噬菌體。
Turnbaugh表示：“夢想是你可以選擇你的腸道中的哪些特定菌株–甚至只是個別基因–你想促進或剔除。我們對我們能在大腸桿菌中推動這一進程感到非常興奮。希望它能為腸道微生物群的其他成員帶來類似的工具。”