以色列Technion的Rappaport醫學院助理教授Naama Geva-Zatorsky和博士生Nadav Ben-Assa與哈佛大學的研究人員合作，對一種可逆的遺傳倒置(genetic inversion)進行研究，這項機制可幫助腸道微生物叢(microbiota)中的一種細菌應對微生物群落的變化，該研究發表於國際期刊《Nucleic Acids Research》。人體微生物叢是指位於內外體表的微生物(細菌與病毒)集合，人的腸道則包含最豐富且多樣的微生物叢。腸道菌叢在腸道的動態環境中提供一項基本的應對機制，透過不間斷的結構性、機械性與化學性變化幫助腸道菌叢發揮作用，其中一種機制會接受外部刺激而使得基因組執行快速且可逆的變化。
這項研究談討人類腸道中最豐富的細菌—脆弱擬桿菌(Bacteroides fragilis)。該細菌能夠在其基因組序列中倒置大量有功能的區域，研究團隊因此深入研究這些倒置與基因表現之間的關係，發現細菌的基因組發生大規模的變化。Geva-Zatorsky教授表示該團隊更發現細菌周圍糖分的變化，這些糖代表一種「身份證」以幫助細菌與環境進行交流。有了這些糖，還可以幫助身體和免疫系統辨識存在的細菌種類並與之做出反應，這就是為什麼研究團隊認為腸道的變化會改變這「身份證」，從而使人類的細胞以不同方式對細菌做出反應。
研究人員強調，根據脆弱擬桿菌主要系統中基因組區域的重組，這些改變是可逆的遺傳倒置。因此這種重組對生物體內各種重要分子的基因表達具有關鍵影響。
該研究的遺傳分析是使用SMRT(單分子即時定序，由Pacific Biosciences開發)進行，該技術可以對DNA分子進行長片段定序與圖譜繪製，以及檢測表觀遺傳的DNA修飾。在研究的系統中，基因重組影響了遺傳修飾，進而影響脆弱擬桿菌整體的基因表現。該系統還可以檢測例如噬菌體等有害元素，這是實驗室目前正進行的另一個研究項目。
資料來源：https://www.technion.ac.il/en/2021/02/evolutionary-secrets-of-the-microbiome/
