2852
Харчування, антибіотики, санітарні умови та контакт із довкіллям впливають на склад кишкової мікробіоти людини. Нове дослідження показує, що змінюються й самі бактерії: вони набувають нових генів залежно від умов життя своїх носіїв.
Колекція бактерій із дев’яти країн
Міжнародна група науковців проаналізувала майже 6000 геномів кишкових бактерій. Штами з організмів людей, які живуть в індустріалізованих спільнотах, зазвичай мають більше генів, ніж споріднені бактерії з неіндустріалізованих середовищ. Значна частина цих генів з’явилася відносно недавно, і бактерії отримували їх переважно не від батьківських клітин, а від інших мікроорганізмів.
Основою роботи стала колекція Global Microbiome Conservancy, міжнародна ініціатива зі збереження живих штамів від спільнот, які недостатньо представлені в дослідженнях мікробіому. Зразки калу надали 20 добровольців із Камеруну, Гани, Малайзії, Нігерії та Руанди, які нещодавно не приймали антибіотиків. Зразки заморожували в рідкому азоті за температури мінус 196 °C. Загалом колекція налічувала 5981 геном від 56 донорів із дев’яти країн.
Для детального порівняння відібрали десять видів, здебільшого з роду Bacteroides та близьких груп, поширених у нижніх відділах кишківника. Escherichia coli не включали, адже її генетичну різноманітність уже докладно вивчали.
Більше генів через обмін між мікроорганізмами
У всіх десяти видів бактерії з індустріалізованих спільнот мали більше генів, що кодують білки. Для восьми видів різниця була статистично значущою. Кількість основних генів, спільних для штамів одного виду, майже не відрізнялася. Відмінності припадали на додаткові гени, які є не в усіх штамах. Аналіз 34 видів підтвердив цю тенденцію.
Зіставивши еволюційні дерева окремих генів із родоводами бактерій, дослідники з’ясували, що більшість генетичних надбань з’явилася на відносно недавніх етапах еволюції. Приблизно 80–90% нових генів бактерії отримали горизонтальним перенесенням, тобто від інших мікробів, а не через успадкування під час поділу клітин. Частина генів переміщувалася за допомогою плазмід і бактеріальних вірусів.
Деякі зміни повторювалися в різних видів. Зокрема, виявили гени, пов’язані з формуванням зовнішньої оболонки клітини, та фермент, здатний розщеплювати препарати пеніцилінового ряду. Також простежили зміни в генах, пов’язаних із виробництвом вітаміну B12, а в деяких випадках виявили ознаки природного добору. Інше дослідження цієї групи раніше фіксувало вищий рівень виробництва B12 у кишкових спільнотах людей, які більше контактують з індустріалізованим середовищем, а також зміни в генах поверхневих молекул, які розпізнає імунна система. Вплив цих змін на імунітет поки не перевіряли.
Дослідження не визначає, який саме компонент сучасного способу життя спричиняє відмінності, адже харчування, ліки, санітарія та контакт із довкіллям змінюються одночасно. Більший геном не обов’язково означає, що бактерія стала кориснішою чи небезпечнішою для людини, а вплив додаткових генів на здоров’я не перевіряли. Вибірка також обмежена: десять видів становлять лише частину мікробного різноманіття кишківника, а бактерії, які не вдалося виростити в лабораторії, залишилися поза аналізом.
Поки що встановлено передусім закономірність: кишкові бактерії в різних умовах життя активно обмінюються генами. Щоб зрозуміти наслідки для здоров’я, знадобляться контрольовані експерименти та докладніші дослідження способу життя людей. Результати опубліковані в журналі Cell.
Джерело: portaltele.com.ua
