Исследователи открыли ключевую роль бактериального пола в эволюции микробиома млекопитающих.

В пионерском исследовании, опубликованном в Proceedings of the National Academy of Science - USA, исследовательская группа под руководством Изабель Гордо, от Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) (Португалия), в сотрудничестве с исследователем Михаэлем Лессигом из Кельнского университета (Германия), использовали здоровых мышей для изучения колонизации кишечника в реальном времени и обнаружили ключевую роль бактериального пола в эволюции микробиома млекопитающих. Это открытие представляет собой смену парадигмы и открывает возможность для разработки терапии, нацеленной на фаги, способной справиться с последствиями инфекции и использования антибиотиков. а также устойчивые к антибиотикам бактерии.

Большая часть того, что мы знаем о бактериальной колонизации кишечника, получена в результате исследований патогенных бактерий на искусственно созданных лабораторных моделях или в контексте болезни. Стандартные экспериментальные модели, которые сосредоточены на инфекциях патогенными бактериями и постоянном лечении антибиотиками, не обнаружили управляемый фагами горизонтальный перенос генов (HGT) и предполагают, что бактерии, колонизирующие кишечник, развиваются в основном за счет накопления мутаций. В удивительном открытии работа исследователей IGC теперь показывает, что HGT, не мутации, это первый эволюционный механизм, определяющий темп и результат эволюции бактерий в здоровом кишечнике.

кишечная палочка является обычным колонизатором кишечника человека, а также потенциальным патогеном. На результат колонизации сильно влияют разные скорости и способы эволюции этой условно-патогенной бактерии. Кишечная палочка может развиваться через мутации, которые затем наследуются дочерними клетками, или через процесс рекомбинации, то есть бактериальный пол, в котором генетический материал является общим для неродственных особей. В кишечнике мыши и человека этот перенос генетического материала включает умеренные бактериофаги (фаги), вирусы, которые инфицируют бактерии и интегрируются в бактериальную хромосому в виде профагов, процесс, называемый лизогенией. Позже профаги могут извлекать себя (и свою генетическую информацию) из бактериальной ДНК и заражать другие бактерии в микробиоме кишечника.

Нельсон Фразао, научный сотрудник лаборатории Изабель Гордо и младший автор исследования, говорит:«фаги, часто классифицируемые как эгоистичные частицы, проявляют свою альтруистическую сторону в кишечнике, предоставляя своим бактериальным хозяевам метаболическое преимущество для завоевания и колонизации кишечника ". Передаваемый генетический материал фага позволяет бактериям получить доступ к определенным источникам углерода, присутствующим в кишечнике, что обеспечивает преимущество в пригодности для переносящих фаг (лизогенных) бактерий-захватчиков.

<цитата>

Мы обнаружили, что классическая модель эволюции неприменима, и фактически горизонтальный перенос генов значительно перевешивает вклад эволюции за счет накопления мутаций в кишечнике здоровой мыши ».

Изабель Гордо, следователь

"С этой работой, теперь мы лучше понимаем, как эволюция работает нормально, здоровые хозяева », говорит Нельсон Фразао, младший автор публикации.

• Отправка напоминаний и текстовых инструкций увеличивает количество колоноскопий
• Исследовательская группа разрабатывает индекс на основе микробиома для оценки здоровья кожи.