Микробы способны контролировать действия генов своего хозяина

Все животные, от морских губок до современных людей, эволюционировали в мире, уже населенном микробами. Эти одноклеточные микроорганизмы покрывают практически каждый миллиметр нашего тела и являются такой же частью нашей биологии, как ткани и органы. Они формируют иммунную систему, регулируют метаболизм, и, как оказалось, влияют на наше поведение.

Исследователи из Университета Дюка обнаружили, что микробы могут контролировать действия своих хозяев животных, манипулируя молекулярным механизмом клеток. Эксперимент, проведенный с мышами и рыбками, может оказаться полезным в лечении человеческих воспалительных заболеваний кишечника, таких как болезнь Крона и язвенный колит.

За последние годы ученые выявили многочисленные связи между триллионами резидентных бактерий, вирусов и грибов, которые формируют микробиому, и различными заболеваниями, от анорексии до диабета.

В этом исследовании ученые изучали влияние микробиомы на геном животного, обращая внимание на определенные области генома, регулирующие включение и выключение различных генов.

Микробы могут оказывать влияние на гены человека

Аспирант Джеймс М. Дэвисон сравнивал генетические регионы в двух группах мышей: первой – без микробов и второй, с микробами. Он обнаружил, что энхансеры, небольшие участки ДНК, ведут себя по-разному в присутствии микробов. Некоторые энхансеры связывали белок под названием Hnf4a, который ранее был вовлечен в ряд заболеваний человека, включая воспалительные заболевания кишечника, ожирение и диабет.

Сравнивая последовательности генов у различных видов животных, включая людей, мышей и рыбок, Дэвисон смог показать, что микробы могут частично отключать Hnf4a у мышей и рыбок и, возможно, препятствовать его защитной роли. Когда Hnf4a полностью отключен, микробы стимулируют модели экспрессии генов у животных, которые связаны с воспалительными заболеваниями кишечника.

Мы обнаружили, что микробы участвуют в человеческих заболеваниях. То, что мы наблюдали подобные эффекты у рыбок и мышей, свидетельствует о том, что общая схема взаимодействия «хозяин-микроб», могла бы существовать и у наших общих позвоночных предков.

Исследователи до сих пор не определили, как микробы уничтожают Hnf4a, но у них есть ряд гипотез. Например, микробы могут каким-то образом блокировать места белка в ДНК или же модифицировать сам белок. Неизвестно также, являются ли определенные подмножества микробов более управляемыми, чем другие. Понимание этих процессов поможет создать новые фармацевтические стратегии восстановления защитных сил для укрепления здоровья человека.

Вопросы, ответы, комментарии