我们的肠道微生物群——肠道中不断变化的“热带雨林”——主要受到生活方式的影响，包括我们的饮食或服用的药物，大多数研究表明。但圣母大学的一项研究发现，遗传因素的作用比以前所知的要大得多。在最近发表在《科学》杂志上的一项研究中，研究人员发现，在观察了肯尼亚安博塞利国家公园长期研究的狒狒群体中收集的超过16,000个肠道微生物群样本后，肠道微生物群中的大多数细菌是可遗传的。
然而，这种遗传性随时间、季节和年龄的变化而变化。团队还发现，狒狒中可遗传的几种微生物群特征在人类中也是可遗传的。
“环境在塑造微生物群方面比基因起更大的作用，但这项研究使我们从基因在微生物群中起很小作用的想法，转变为基因起普遍但较小的作用的想法，”生物科学系教授、该研究的首席研究员Elizabeth Archie说。肠道微生物群执行多项任务。除了帮助食物消化外，它还生成必要的维生素并协助训练免疫系统。这项新研究首次展示了与遗传性之间的明确联系。
先前对人类肠道微生物群的研究显示，只有5%到13%的微生物是可遗传的，但Archie和研究团队假设，低比例是由于“快照”方法研究肠道微生物群：所有先前的研究只在一个时间点测量微生物群。
在他们的研究中，研究人员使用了来自585只野生安博塞利狒狒的粪便样本，通常每只动物有超过20个样本。样本的微生物群轮廓显示了狒狒饮食在湿季和干季之间的变化。收集的样本包括有关宿主的详细信息，包括已知的后代、环境条件、社会行为、人口统计和收集时群体级别的饮食数据。
研究团队发现，97%的微生物群特征，包括整体多样性和个体微生物的丰度，都是显著可遗传的。然而，当只从单一时间点测试样本时，遗传性的百分比似乎要低得多——降至仅5%，正如在人类中进行的测试。这强调了从同一宿主随时间研究样本的重要性。
“这确实表明，在人类研究中，研究人员没有发现遗传性的部分原因是因为他们没有十五年以上的粪便样本存放在冰箱中，也没有所有初始宿主（个体）信息来梳理这些细节，”Archie说。
团队确实发现了环境因素影响肠道微生物群特征遗传性的证据。微生物群遗传性在旱季通常比雨季高48%，这可能由狒狒在雨季更丰富的饮食解释。根据研究，遗传性也随年龄增加。
由于研究还显示了环境对狒狒肠道微生物群的显著影响，他们的发现与先前研究一致，表明环境效应在肠道微生物群变异中的作用比加性遗传效应更大。结合他们的遗传成分发现，团队计划改进对涉及的环境因素的理解。
但知道肠道微生物群中的基因是可遗传的，为未来识别由遗传塑造的微生物打开了大门。未来，可以根据个体肠道微生物群的遗传构成定制疗法。
安博塞利狒狒项目始于1971年，是世界上对野生灵长类动物进行的最长期的研究之一。该项目位于东非的安博塞利生态系统，位于乞力马扎罗山以北，专注于草原狒狒。研究团队已经追踪了数百只狒狒在几个社会群体中的整个生命过程。研究人员目前监测约300只动物，但已积累了超过1,500只动物的生命史信息。
该研究由国家科学基金会资助。
除了Archie和前博士后学生Laura Grieneisen，其他作者包括明尼苏达大学的Ran Blekhman和杜克大学及加拿大先进研究所的Jenny Tung；圣母大学的Mauna Dasari、Johannes Björk和David Jansen；明尼苏达大学的Trevor Gould；Centre Hospitalier Universitaire Sainte-Justine研究中心的Jean-Christophe Grenier、Vania Yotova和Luis B. Barreiro；加利福尼亚大学圣地亚哥分校的Neil Gottel和Jack Gilbert；杜克大学的Jacob B. Gordon、Laurence R. Gesquiere和Susan C. Alberts；普林斯顿大学的Niki H. Learn；以及安博塞利研究项目的Tim L. Wango、Raphael S. Mututua、Kinyua Warutere和Long'ida Siodi。