亥姆霍兹感染研究中心（HZI）和维尔茨堡朱利叶斯-马克西米利安大学（JMU）的研究人员在脆弱拟杆菌（Bacteroides thetaiotaomicron）中发现了一种蛋白质和一组小核糖核酸（sRNAs），这些物质可以调节糖代谢。这些发现揭示了这种肠道微生物如何适应不同的营养条件，加深了我们对该细菌在人体肠道中作用的理解，并可能为通过微生物组促进健康的新型治疗策略铺平道路。该研究发表在《自然通讯》杂志上。
肠道在人类健康中起着至关重要的作用。微生物群的组成及其对人体福祉的功能受到细菌如何适应不断变化的肠道环境的影响。因此，肠道共生菌如何调整其代谢以应对日常营养波动的问题已成为微生物群研究的核心话题。
尽管每个人的肠道微生物生态系统各不相同，但某些物种普遍存在。其中一种是脆弱拟杆菌。这些微生物拥有几十个由基因组特定位点编码的不同多蛋白复合物，称为多糖利用位点（PULs）。PUL复合物使细菌能够结合、分解和导入特定的多糖，从而有助于它们在肠道中的成功定植。PUL复合物的产生在转录水平上受到严格控制。然而，PULs如何在转录后进行调控以适应环境变化仍然知之甚少。
亥姆霍兹RNA感染研究所（HIRI）的研究人员与纳什维尔范德比尔特大学（美国田纳西州）和多伦多大学（加拿大）合作，通过一系列体外和体内实验取得了重要进展。研究结果表明，脆弱拟杆菌中的PUL表达受一个复杂的基于RNA的调控回路控制。
该网络的核心是RNA结合蛋白RbpB：“我们发现，缺乏RbpB会显著损害肠道定植能力，”该研究的第一作者Ann-Sophie Rüttiger解释说，她也是Alexander Westermann实验室的博士生。
功能分析表明，RbpB与数百个细胞转录本相互作用。其中包括一组同源非编码RNA分子（同源sRNA家族，简称FopS），共有14个成员。RbpB和FopS共同调控分解代谢过程，确保微生物能够最佳地适应不断变化的营养条件。“这项研究有助于我们了解RNA协调的代谢控制，这对于优势微生物群物种的适应性至关重要，”Rüttiger补充道。
未来的研究将进一步详细研究RbpB的结构，并确定其RNA结合的关键机制。研究团队还计划研究RbpB与其他RNA结合蛋白之间的功能相似性，以揭示其他肠道微生物群物种中的主要转录后调控枢纽。
深入了解细菌基因和蛋白质功能，有望显著促进开发新的治疗方案，以对抗感染和肠道疾病，并通过操纵肠道微生物群的生物活性来促进健康。“我们的结果提供了一种有前途的方法，更好地理解这一微生物联合体，并利用它开发新的治疗策略，”Westermann总结道。
该研究由德国研究基金会（DFG）和欧洲研究委员会（ERC）资助。
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