研究顯示，必要的營養物質通過“跳躍基因”在細胞之間傳遞。人體的腸道細菌和人一樣也需要維生素B12。雖然DNA通常是由父母傳給孩子的，但新研究顯示，腸道細菌通過“性”來轉移基因以獲取它們的維生素。
沒有維生素B12，大多數類型的活細胞都無法運作。因此，自然界中存在着對它的強烈競爭。加州大學河濱分校的一項新研究表明，有益的腸道微生物通過一種被稱為細菌性的過程相互分享獲取這一寶貴資源的能力。
“這一過程涉及到一個細胞形成一個管子，DNA可以通過這個管子進入另一個細胞，”加州大學河濱分校微生物學家和研究負責人Patrick Degnan說道，“這就好像兩個人發生了性關係，現在他們都有了紅頭髮。”
科學家們知道這個過程已經有幾十年了，它能在生物體之間轉移所謂的“跳躍基因”。到目前為止，大多數研究的例子都是負責幫助細菌細胞在人們攝入抗生素時保持活力。
“我們對這項研究感到興奮，因為它表明這個過程不僅僅是為了抗生素抗性，”Degnan說道，“微生物之間的橫向基因交換很可能被用於任何能增加它們生存能力的東西，包括分享維生素B12。”
這項研究的結果已經發表在《Cell Reports》上。
此前，Degnan參與了一個項目，他和他的同事們在該項目中確定了一個負責將B12進入腸道微生物細胞的重要轉運器。最近，他正在研究跳躍基因並試圖確定它們傳遞的是哪種信息。很快，Degnan認識到維生素B12轉運體是貨物。
為了證明他們的猜測，Degnan及其團隊將能運輸B12的細菌和一些不能運輸的細菌混合在一起。在一個盤子里，這些細菌有機會形成一個叫做性柔毛的管子，它能促進轉移。之後，他們發現以前不能運輸B12的細菌都還活着並獲得了具有運輸B12能力的基因。
之後，他們做了第二個實驗以檢查細菌的整個基因組。
“在一個特定的生物體中，我們可以看到像指紋一樣的DNA帶。B12運輸器的接受者有一個額外的帶子，顯示他們從捐贈者那裡得到的新DNA，”Degnan說道。
該實驗不僅在試管中取得成功，而且在小鼠體內也是如此。
該研究中使用的有益腸道細菌類型是Bacteroides，它們居住在大多數人的大腸中。它們對人類最重要的服務之一是分解複雜的碳水化合物以獲取能量。
“如果沒有這些細菌，來自紅薯、豆類、全穀物和蔬菜的大而長的分子將完全通過我們的身體。它們將這些物質分解，這樣我們就可以從中獲得能量，”Degnan解釋道。
細菌跟其他細菌一起也給我們的腸道提供了一個屏障層，它們可以幫助限制病原體的入侵。如由同樣在加州大學河濱分校的共同作者Ansel Hsiao領導的先前研究顯示，一些人的腸道中有能使他們對霍亂更有抵抗力的微生物群落。
鑒於這些細菌所提供的重要服務，學習如何保持這些細菌的健康也可以幫助人們受益。
Degnan說道：“沒有一種方法可以擁有一個健康的微生物群，但一般來說，擁有一個多樣化的厭氧細菌群落是一件健康的事情，可以產生有益的影響。”