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近来，美国斯坦福大学的研讨人员在对人类微生物组的大规模剖析中，发现了超越四千种曩昔不为人知的小型蛋白质，假如这些蛋白质的形状和功用能够在实验室中重建，那么它们将有助于研讨人员增进对微生物组怎么影响人类健康的科学了解，并为新药的开发铺平道路。 该研讨已宣布在《Cell》上。
咱们的身体似乎一个充满了数万亿细菌的工厂，但这并不像听起来那么可怕。现实上，渐渐的变多的依据标明，咱们健康的许多方面都与人体微生物组的组成密切相关，虽然其大部分机制没有清晰。
在这项研讨中，研讨人员对来自1773个人类个别的四个不同身体部位的相关基因组进行了比较基因组学研讨。他们发现，微生物组正在发作几千个蛋白质，这些蛋白质十分小，以至于在曩昔的研讨中未被注意到。它们归于超越4000多个保存的蛋白质宗族，其间大多数都是新的的，有超越90％的小蛋白质宗族没有已知的结构域，并且简直一半没有在参阅基因组中表达。研讨人员估量它们还参加到其他进程中，包括不同品种的细菌在生态位中为抢夺资源而进行的奋斗，即微生物与其宿主细胞间的通讯，以及坚持细菌健康和正常的使命。
图片来自：Cell
由于它们十分小，长度不到50个氨基酸，所以它们很或许折叠成共同的形状。一旦其形状和功用在实验室中重建，这将会协助研讨人员增进对微生物组怎么影响人类健康的科学了解，并为新药的开发铺平道路。
“一个显着的盲点”
该研讨通讯作者、医学和遗传学助理教授Ami Bhatt博士说：“了解人体细胞和微生物组之间的联系是至关重要的。它们怎么通讯？不同细菌菌株怎么维护自己免受其他菌株的损害？这些功用很或许存在于十分小的蛋白质中，它们或许比较大的蛋白质更简单在细胞外分泌。”
Ami Bhatt
可是这些蛋白质太小，以至于传统办法难以判定和研讨它们。
Bhatt说：“在企图猜想哪些细菌DNA序列包括这些基因时，咱们很简单犯错。到目前为止，咱们已体系地忽视了它们的存在。这是一个显着的盲点。”
关于不了解状况的人来说，假如对咱们每个人身上存在的许多细菌进行过深化的考虑，或许会让人感到惧怕。这些细菌在人体表里的数量远远超越人体细胞的数量。可是，它们大部分都是无害的。相反，它们协助咱们消化、弥补咱们的饮食，使咱们的身体坚持杰出状况。但在许多状况下，很难区别这种协作伙伴联系背面的分子细节。
Bhatt和搭档们猜想，答案或许存在于这些小蛋白质中，而这些蛋白质在其他关于微生物组的研讨中都未被重视。他们估测，小型蛋白质比大型蛋白质更有或许经过细胞膜向附近的宿主或细菌细胞传递信息。
可是怎么辨认并研讨它们呢？
Bhatt说：“细菌基因组就像一本由长长的字符串组成的书相同，其间只要一些编码了制作蛋白质所需的信息。在传统办法中，咱们经过查找表明夹在基因中心‘开端’和‘中止’信号的字母组合来辨认蛋白质编码基因。这对较大的蛋白质很有用，但蛋白质越小，这种技能发作许多假阳性的或许性就越大，然后混杂了研讨成果。”
巨大的惊喜
为了处理这样的一个问题，该研讨榜首作者博士后研讨员Hila Sberro决议比较许多不同微生物和样本中潜在的小蛋白编码基因。她认为，在多物种和样本中被重复判定的那些更或许是实在的。当Sberro将这些剖析应用于大型数据集时，她发现了数万种基因，而非预期中的几百个。据猜想，由这些基因编码的蛋白质能够被分类成超越4000个相关的组或宗族，很或许涉及到许多要害的生物学进程，比方细胞间通讯和竞赛，以及坚持细菌健康一切必要的要素。
Bhatt说：“坦率地说，咱们不知道会发作什么。咱们对此成果毫无直觉。但现实上，她发现了不计其数种新蛋白质族，这一现实无疑让咱们一切人都感到惊奇。”
研讨人员证明，这些基因编码了真实的蛋白质，它们被转录成RNA，然后被转运到核糖体，完结一切蛋白质生成途径的要害步骤。经过这一现实，研讨人员证明了这些基因能够编码真实的蛋白质。他们正在与其他团队协作进一步研讨这些蛋白质的功用，并确认哪些蛋白质对细菌在杂乱肠道环境中抢夺空间是重要的。这些蛋白质很或许被用于新抗生素或药物的开发。
Bhatt说：“小型蛋白质能够被快速组成，也能够被细菌用作转化功用状况的生物开关，或许用于触发其他细胞的特定反响。它们还比大型细胞更简单研讨和控制，这有利于药物开发。咱们估计这将成为生物研讨的一个有价值的新领域。”
