研究表明，肠道微生物组的生态可能引发或促成多种疾病，包括自身免疫性疾病和肥胖症。早期环境、饮食和抗生素暴露等因素与人们微生物组组成各不相同有很大关系。但是，特定的基因变异也与罹患许多此类疾病的较高风险有关。您的基因是否会作用于您的微生物组，进而促进疾病的发生？
研究人员解决这个问题的一种方法是挑选特定的候选基因——例如，那些与也具有微生物组联系的疾病有很强关联的基因——并检查携带已知会增加罹患某种疾病风险的突变基因的人，其微生物组是否与未携带这些突变基因的人有所不同。丹·弗兰克在丹佛科罗拉多大学领导的一个团队采用了这种方法，并揭示了NOD2基因的特定变异，这些变异使携带者患炎症性肠病的高风险，也与肠道微生物组的改变有关。
寻找人类遗传变异对微生物组影响的一种更有效和更广泛的方法是比较双胞胎。同卵双胞胎共享几乎 100% 的基因；异卵双胞胎共享 50%。同胞双胞胎一起长大，因此环境对他们微生物组的影响应该大致相同。如果同卵双胞胎的微生物组在双胞胎关系中比异卵双胞胎的微生物组更相似，我们可以得出结论，基因发挥了作用。如果每种双胞胎关系中的变异大致相同，我们可以说共享基因组没有产生额外的作用。
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早期的双胞胎研究基于少于 50 对双胞胎，无法检测到同卵双胞胎的微生物组与异卵双胞胎的微生物组相比有任何更大的相似性。但是，我康奈尔大学的实验室最近与伦敦国王学院的研究人员进行的合作比较了近 500 对双胞胎，样本量足以显示遗传效应对特定肠道微生物相对丰度的显着影响。此外，所谓的遗传性微生物——受宿主遗传学影响最大的细菌——在瘦双胞胎中比肥胖双胞胎中更丰富。
在无菌小鼠中进行的实验表明，一种特定的肠道细菌，Christensenella minuta，可以影响宿主的表型——可观察特征或性状的综合体。无菌小鼠生活在无菌气泡中——而且它们非常瘦。当它们通过人类捐赠者的粪便移植获得微生物组时，它们会在一两天内胖起来，因为细菌帮助它们消化食物并形成适当的新陈代谢。我们发现，如果将C. minuta添加到肥胖人类捐赠者的粪便中，接受者小鼠比未添加C. minuta时更瘦。显示C. minuta具有控制小鼠脂肪增加效果的结果与数据显示瘦人在肠道中比肥胖人拥有更丰富的C. minuta相符。
这证明一个人的基因可以影响肠道微生物组的组成，进而可以塑造个体的表型。进一步的研究将表明具体涉及哪些基因，以及如何在个体基因型的背景下重塑微生物组以降低患慢性炎症性疾病的风险，从而为治疗肥胖相关疾病提供潜在的新方法。