Мікроби здатні контролювати дії генів свого господаря

За останні роки вчені виявили численні зв’язки між трильйонами резидентних бактерій, вірусів і грибів, які формують микробиому.

Всі тварини, від морських губок до сучасних людей, еволюціонували в світі, вже населеному мікробами. Ці одноклітинні мікроорганізми покривають практично кожен міліметр нашого тіла є такою ж частиною нашої біології, як тканини і органи. Вони формують імунну систему, регулюють метаболізм, і, як виявилося, впливають на нашу поведінку.

Дослідники з Університету Дюка виявили, що мікроби можуть контролювати дії своїх господарів тварин, маніпулюючи молекулярним механізмом клітин. Експеримент, проведений з мишами і рибками, може виявитися корисним у лікуванні людських запальних захворювань кишечника, таких як хвороба Крона та виразковий коліт.

За останні роки вчені виявили численні зв’язки між трильйонами резидентних бактерій, вірусів і грибів, які формують микробиому, і різними захворюваннями, від анорексії до діабету.

У цьому дослідженні вчені вивчали вплив микробиомы на геном тварини, звертаючи увагу на певні області геному, що регулюють включення і вимикання різних генів.

Аспірант Джеймс М. Девісон порівнював генетичні регіони в двох групах мишей: першої – без мікробів і другий, з мікробами. Він виявив, що энхансеры, невеликі ділянки ДНК, ведуть себе по-різному в присутності мікробів. Деякі энхансеры пов’язували білок під назвою Hnf4a, який раніше був залучений в ряд захворювань людини, включаючи запальні захворювання кишечника, ожиріння і діабет.

Порівнюючи послідовності генів у різних видів тварин, включаючи людей, мишей і рибок, Девісон зміг показати, що мікроби можуть частково відключати Hnf4a у мишей і рибок і, можливо, перешкоджати його захисної ролі. Коли Hnf4a повністю відключений, мікроби стимулюють моделі експресії генів у тварин, які пов’язані з запальними захворюваннями кишечника.

Ми виявили, що мікроби беруть участь у людських захворюваннях. Те, що ми спостерігали подібні ефекти у рибок і мишей, свідчить про те, що загальна схема взаємодії «господар-мікроб», могла б існувати і в наших спільних хребетних предків.

Дослідники досі не визначили, як знищують мікроби Hnf4a, але у них є ряд гіпотез. Наприклад, мікроби можуть якимось чином блокувати місця білка в ДНК або модифікувати сам білок. Невідомо також, чи є певні підмножини мікробів більш керованими, ніж інші. Розуміння цих процесів допоможе створити нові фармацевтичні стратегії відновлення захисних сил для зміцнення здоров’я людини.