Mokslininkai atranda pagrindinį bakterijų lyties vaidmenį žinduolių mikrobiomos evoliucijoje

Pionieriaus tyrime, paskelbtame JAV Nacionalinės mokslo akademijos leidiniuose, Isabel Gordo vadovaujama tyrimų grupė, iš „Gulbenkian de Ciência“ instituto (TVK) (Portugalija), bendradarbiaudamas su tyrėju Michaelu Lässigu iš Kelno universiteto (Vokietija), naudojo sveikas peles, kad ištirtų žarnyno kolonizaciją realiuoju laiku, ir atrado pagrindinį bakterinės lyties vaidmenį žinduolių mikrobiomo evoliucijoje. Šis atradimas yra paradigmos poslinkis ir atveria galimybę kurti į fagus nukreiptas terapijas, galinčias susidoroti su infekcijos padariniais ir antibiotikų vartojimu, taip pat antibiotikams atsparių bakterijų.

Dauguma to, ką žinome apie žarnyno bakterijų kolonizaciją, gaunami iš tyrimų su patogeninėmis bakterijomis labai dirbtiniuose laboratoriniuose modeliuose ar ligų kontekste. Standartiniai eksperimentiniai modeliai, kurie skirti infekcijoms patogeninėmis bakterijomis ir nuolatiniam gydymui antibiotikais, neaptiko fagų valdomo horizontalaus genų perkėlimo (HGT) ir rodo, kad žarnyne kolonizuojančios bakterijos daugiausiai vystosi kaupdamos mutacijas. Stebint radinį, TVK tyrėjų darbas dabar rodo, kad HGT, ne mutacijos, yra pirmasis evoliucinis mechanizmas, skatinantis bakterijų evoliucijos greitį ir rezultatus sveikoje žarnoje.

Escherichia coli yra dažnas žmogaus žarnyno kolonizatorius, taip pat galimas patogenas. Kolonizacijos rezultatams didelę įtaką daro skirtingas šios oportunistinės bakterijos evoliucijos greitis ir būdai. E. coli gali vystytis per mutacijas, kurias vėliau paveldi dukterinės ląstelės, arba per rekombinacijos procesą, t.y. bakterinis seksas, kurioje genetinė medžiaga dalijasi tarp nesusijusių asmenų. Pelės ir žmogaus žarnyne, šis genetinės medžiagos perdavimas apima vidutinio klimato bakteriofagus (fagus), virusai, kurie užkrečia bakterijas ir integruojasi į bakterijų chromosomą kaip pranašai, procesas vadinamas lysogeny. Vėliau pranašai gali išsiskirti (ir savo genetinę informaciją) iš bakterijų DNR ir užkrėsti kitas žarnyno mikrobiomos bakterijas.

Nelsonas Frazão, Isabel Gordo laboratorijos mokslo darbuotojas ir jaunesnysis tyrimo autorius, sako:„fagai, dažnai priskiriami savanaudiškoms dalelėms, atskleidžia savo altruistinę pusę žarnyne, suteikiant metaboliniam pranašumui jų bakterijų šeimininkui užkariauti ir kolonizuoti žarnyną. "Perduodama fagų genetinė medžiaga suteikia bakterijoms galimybę patekti į tam tikrus žarnyne esančius anglies šaltinius, Tai suteikia fitneso pranašumą fagas nešiojančioms (lizogeninėms) įsibrovėlėms bakterijoms.

Mes nustatėme, kad klasikinis evoliucijos modelis netaikomas, ir iš tikrųjų horizontalus genų perkėlimas labai viršija evoliucijos indėlį kaupiantis mutacijoms sveikos pelės žarnyne “.

Isabel Gordo, tyrėjas

„Su šiuo darbu dabar mes geriau suprantame, kaip evoliucija veikia normaliai, sveiki šeimininkai ", sako Nelsonas Frazão, leidinio jaunesnysis autorius.

• Priminimų ir teksto instrukcijų siuntimas padidina kolonoskopijų dažnį
• Tyrimo komanda sukuria mikrobiomu pagrįstą indeksą, skirtą įvertinti odos sveikatą