microbius
РОССИЙСКИЙ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ
Поиск
rss

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2Vtzqx7tLnC

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqwzYS9e

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqvtsLHv

Реклама

Исследователи выясняют, как бактерии микробиома адаптируются к человеку
Исследователи выясняют, как бактерии микробиома адаптируются к человеку

Автор/авторы:
share
55
backnext
Изображение: Flickr

Полезные бактерии микробиома кишечника используют различные способы распространения от одного человека к другому, что влияет на их численность в кишечнике и выполняемые ими функции, показало новое исследование.

   Это новое исследование использовало генетическое секвенирование, чтобы пролить новый свет на эволюцию, колонизацию и передачу кишечных бактерий, которые играют большую роль в здоровье человека. Исследование, опубликованное в журнале Genome Biology, позволяет глубже понять эволюцию бактерий микробиома человека. Оно также может помочь в разработке микробиомной терапии, в которой могут быть выбраны ключевые бактерии для лечения различных заболеваний, связанных с кишечником.

   Состав микробиома кишечника влияет на иммунную систему, предотвращает инфекции и поддерживает организм, расщепляя некоторые углеводы, чего человеческие клетки не могут сделать самостоятельно. Для того чтобы бактерии в кишечнике выжили, они должны иметь возможность передаваться от одного человека к другому. Кишечные бактерии в основном анаэробны и для распространения некоторые из них производят споры, которые могут находиться в спящем состоянии до тех пор, пока не встретят подходящие условия для роста.

   В этом исследовании изучалась группа бактерий Firmicutes, которые доминируют в микробиоме человека и являются спорообразующими. Исследователи проанализировали геномы 1 358 Firmicutes и проследили эволюцию определенных характеристик, включая производство спор. Они обнаружили, что бактерии, образующие споры, встречались в кишечнике в меньшем количестве и имели более крупные геномы по сравнению с теми, которые утратили способность производить споры (спорулировать). В их геномах также было больше генов, связанных с углеводным обменом и биосинтезом витаминов, что говорит о том, что они выполняют важные метаболические функции.

   Firmicutes, которые больше не могли образовывать споры, имели меньшие геномы, но присутствовали в кишечнике в большем количестве и имели более специализированный метаболизм, судя по анализу генома. Они также были менее распространены в общей популяции, то есть встречались у меньшего числа людей, что говорит о том, что потеря споруляции ограничивает их способность к широкой передаче.

   Меньшие геномы и более специализированный метаболизм указывают на то, что бактерии, утратившие способность к споруляции, становятся более приспособленными к своему хозяину-человеку, что может позволить им колонизировать кишечник до более высокого уровня. С другой стороны, бактерии, которые все еще производят споры, судя по их более крупным геномам, менее приспособлены к человеку, что может объяснить, почему они не так многочисленны в кишечнике.

   Эти различия показывают, что передача бактерий является важным процессом, который определяет эволюцию кишечных бактерий, и теперь необходимы дальнейшие исследования, чтобы узнать больше о связи между передачей кишечных бактерий и ролью, которую они играют в здоровье человека. Понимание этих процессов может помочь в разработке терапевтических средств, например, в изучении вопроса о том, можно ли назначать людям определенные бактерии в зависимости от их способности к колонизации и как различный метаболизм этих бактерий может повлиять на состояние здоровья и лечение.

   Хилари Браун, первый автор статьи, говорит в интервью Science Daily: "Несмотря на то, что передача кишечных бактерий между людьми необходима для их выживания, генетические и биологические особенности бактерий, которые позволяют им это делать, все еще плохо изучены. Данное исследование начинает раскрывать некоторые из этих тайн, анализируя геномы и обнаруживая, что способность бактерий производить споры повлияла на их эволюцию и функционирование. Более глубокое понимание бактерий, населяющих нас, и того, как они приспособлены к жизни в организме человека благодаря своему метаболизму, будет важно для разработки новых терапевтических и диагностических средств для лечения заболеваний, опосредованных микробиомом".

Hilary P. Browne et al. Адаптация к хозяину у кишечных Firmicutes связана с потерей споруляции и изменением цикла передачи (аннотация).

   Передача симбиотических анаэробных бактерий от человека к человеку является фундаментальной эволюционной адаптацией, необходимой для формирования микробиоты кишечника человека. Однако, несмотря на его важность, геномные и биологические адаптации, лежащие в основе передачи симбионтов, остаются малоизученными. Firmicutes - доминирующий филум в кишечной микробиоте, который способен производить устойчивые эндоспоры, сохраняющие жизнеспособность в окружающей среде и прорастающие в кишечнике для облегчения трансмиссии. Однако влияние трансмиссии на эволюционные и адаптивные процессы в кишечной микробиоте остается неизвестным.

Результаты
   Мы проанализировали 1358 геномов бактерий Firmicutes, полученных из среды обитания хозяина и окружающей среды. Характеристика геномов как спорообразующих на основе присутствия генов, определяющих споруляцию, выявила множественные потери споруляции во многих различных линиях. Потеря споруляции у кишечных Firmicutes ассоциируется с особенностями адаптации к хозяину, такими как сокращение генома и специализированные метаболические возможности. В соответствии с этими данными, анализ 9966 метагеномов кишечника взрослых людей со всего мира показывает, что бактерии, не способные к споруляции, более многочисленны у отдельных людей, но менее распространены в человеческой популяции по сравнению со спорообразующими бактериями.

Выводы
   Наши результаты показывают, что адаптация к хозяину у кишечных Firmicutes - это эволюционный компромисс между диапазоном трансмиссии и обилием колонизации. Мы показали, что передача от хозяина хозяину является недооцененным процессом, который формирует эволюцию, сборку и функции кишечных Firmicutes.

Источник:

По материалам Science Daily

Комментариев: 0
Вам также может быть интересно
Узнайте о новостях и событиях микробиологии
Первыми получайте новости и информацию о событиях
up