肠道微生物组，也被称为肠道菌群，对健康至关重要。这个复杂且动态的微生物群落通过微生物间及与宿主之间的多种化学互作进行调控。肠道细菌对营养物质和信号分子的感知能力是这些互作的关键，但细菌受体能识别的信号物质范围仍 largely 未知。
一个由维克多·索瑞克（Victor Sourjik）领导的国际团队，包括来自马克斯·普朗克陆地微生物研究所、俄亥俄州立大学和马尔堡菲利普大学的研究人员，近日发现共生菌能够感知和响应环境中的多种化学刺激。研究聚焦于在肠道菌群中大量存在且对肠道健康具有重要作用的运动型梭菌（Clostridia）。
研究人员通过实验发现，源自人体肠道微生物组的受体能够识别出出乎意料广泛的代谢物质，包括碳水化合物、脂肪、蛋白质、DNA和胺类的分解产物。系统性筛选显示不同类型的细菌传感器对特定化学类别具有明显偏好差异。
在《美国国家科学院院刊》发表的研究中，研究团队通过整合实验与生物信息学方法，鉴定出多个控制运动型细菌移动性的化学感受受体的特异性配体。实验观察表明，这些传感器帮助细菌探测营养物质，证明寻找营养来源是这类细菌运动性的关键功能。研究发现乳酸（lactate）和甲酸（formate）是最常见的刺激物，可能作为肠道细菌生长的重要营养源。
这些化合物可由某些肠道细菌产生，强调了"交叉喂养"过程的重要性——一个菌种释放的代谢物可滋养其他菌种。研究团队首次系统分析了特定生态位中非模式细菌的感官偏好，扩展了对有益肠道菌感知能力的认知。
通过解析尿嘧啶-乙酸双传感器的晶体结构及其配体结合机制，研究人员揭示这类受体具有显著的配体特异性可塑性。这种适应性使细菌能根据环境变化调整感知能力，为微生物生态系统研究提供了新方法。
该研究首次系统揭示了人体肠道微生物化学感受器的特异性，其发现的新型乳酸、二羧酸、尿嘧啶及短链脂肪酸感知域，将深化对肠道微生物互作机制的理解。
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