The next time you get a craving for sushi rolls, you may feel a renewed appreciation for the ocean— it’s to thank not only for your fish and seaweed wrapper, but, as a new Michigan Medicine study suggests, for the bacteria in your gut that digest seaweed.

海洋是地球上最大的碳储层之一，其中大部分锁在海藻中。海洋细菌通过分解海藻在碳循环中起关键作用。十多年前，研究人员发现了使海洋细菌能够在冷水海藻中发现的复杂碳水化合物降解的基因，该基因在冷水海藻中发现，来自日本成年人的微生物组样品。

由U-M医学院的Nicolas Pudlo博士，Gabriel Vasconcelos Pereira和Eric Martens博士领导先前认可的，通过称为侧向基因转移的过程进入人肠道微生物组。

在消化过程中，人类中的肠道细菌分解了水果，蔬菜和谷物中的饮食纤维或多糖。但是，在海藻中发现的多糖具有不同的化学结构，而不是土地来源的食物。某种程度上，来自海洋居民菌群的基因（细菌的属，是微生物组中的关键人物），它们进入了人类肠道。

微生物学和免疫学系教授马特斯说：“无论它们是直接来自海洋细菌，还是碰巧碰巧消耗的，还是通过更复杂的人类肠道的道路仍然是一个谜。”

为了检查肠道细菌素中海藻基因簇的广泛程度，团队转向了一个不寻常的来源：U-M本科生的粪便样本。

该研究的一名学生研究人员艾哈迈德·阿里（Ahmed Ali）评论说：“我们收到了小玻璃管中的样品，并在实验室的厌氧室内进行了所有培养。”他打趣道：“我记得在房间里工作很热，有些困难，但这肯定被我们不必“闻到科学过程”的事实所抵消。”

然后，他们分析了该细菌降解几种海藻衍生多糖的能力，包括孢子虫，椎板林，藻酸盐和角叉菜酸酯。

该小组发现，用于处理椎板林的基因在样品中广泛表示，可能与处理β-葡聚糖的相关能力有关，在燕麦和全谷物中也发现了糖。然而，其他细菌种类使用了其他海藻多糖，并以较少的样品存在。

马滕斯说：“处理琼脂糖和porphyran的基因，这是东南亚最常见的海藻中的两个基因，往往会在居住在那里的人们中富集。”仔细研究了基因簇的地理分布，该小组参考了来自亚洲，非洲，非洲，北美和南美以及欧洲的2000多人的样本的基因组调查。

降解porphyran的基因确实富含来自中国和日本的样品。从中国公元前400年开始食用的用于加工角叉菜的基因，现在在美国，从燕麦牛奶到婴儿配方奶粉的食物添加剂广泛用作食品添加剂，也富含来自中国，日本和北美的样品。

该小组毫不掩饰地发现，在人类肠道中比型菌叶植物更普遍的细菌蛋白质还挑剔了海藻多糖生长的遗传能力。

马滕斯说：“众所周知，富公司生活在鱼类肠道和似乎跳入人类肠道企业的基因的最亲密的祖先中。”

该研究指出，该研究为全球人群中人类肠道微生物组的适应性之间的复杂相互作用开辟了新的问题。

参考：Pudlo NA，Pereira GV，Parnami J等。多种事件已将可食用的海藻消化的基因从海洋肠道细菌转移。细胞宿主微型。2022年3月2日在线发布。Doi：10.1016/j.chom.2022.02.001

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