Главная \ 7. Новости и обзор литературы

Структурное изменение в кишечном микробиоме влияет на здоровье хозяина

« Назад

31.03.2019 21:40

У ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ КИШЕЧНОЙ БАКТЕРИИ МОГУТ БЫТЬ РАЗНЫЕ СТРУКТУРНЫЕ ВАРИАНТЫ И ОТДЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА

Структурное изменение идентичных бактерий в кишечном микробиоме влияет на здоровье хозяина


Структурное изменение идентичных бактерий в кишечном микробиоме влияет на здоровье хозяина

Пим. ред.: Мы привыкли, что при описании полезных свойств определенных штаммов пробиотических микроорганизмов (которые используются в препаратах или в заквасках) всегда идет четкое перечисление синтезируемых ими полезных метаболитов, вплоть до их количества. Безусловно, при неизменной технологии производства (культивирования бактерий) и источнике получения чистых культур пробиотических микроорганизмов, их свойства остаются стабильными. К тому же, степень полезности тех или иных производственных штаммов остается неизменной и в силу видовой принадлежности - т.е., чтобы получить лактат, достаточно использовать молочнокислые бактерии, а например, чтобы получить витамин B12 или пропионат, следует использовать молочные пропионовокислые бактерии, для которых эти метаболиты обязательны. Однако микробных метаболитов довольно много и их продуцирование во многом зависит от среды обитания микроорганизмов. Более того, как оказалось, в кишечном микробиоме разных людей многие идентичные бактерии могут иметь разные способности к синтезу (не обязательно присущих виду) различных метаболитов.

Наш кишечный микробиом - комплемент бактерий, которые мы переносим в нашем кишечнике - связан со всем - от ожирения и диабета до болезней сердца и неврологических расстройств, и даже рака. В последние годы исследователи сортировали различные виды бактерий, которые населяют кишечный микробиом, и спрашивали, какие из них могут быть вовлечены в конкретные заболевания. Но статья, опубликованная 27 марта 2019 г. в журнале Nature, посвящена новому вопросу: «Что, если один и тот же микроб у разных людей разный?»

Давно известно, что геномы микробов не фиксированы с рождения, как у нас. Они могут потерять некоторые из своих генов, обменяться генами с другими микроорганизмами или получить новые из окружающей среды. Таким образом, детальное сравнение геномов, казалось бы, идентичных бактерий, позволяет выявить последовательности ДНК, которые встречаются в одном геноме, а не в других, или, возможно, последовательности, которые появляются только один раз в одном и несколько раз в других. Эти различия называются структурными вариантами. Структурные варианты - даже крошечные - могут привести к огромным различиям в способах взаимодействия микробов с их хозяевами. Вариантом может быть разница между доброкачественным и патогенным присутствием, или это может дать устойчивость бактерий к антибиотикам.

Доктора Дэвид Зиви (David Zeevi) и Таль Корем (Tal Korem), первоначально в лаборатории профессора Эрана Сегала (Eran Segal) в Институте Наук Вейцмана (Weizmann Institute of Science), а затем на своих нынешних должностях в Рокфеллеровском и Колумбийском университетах, разработали алгоритмы, которые систематически идентифицируют структурные варианты в микробиомах кишечника человека. Исследователи начали с микробиомов от почти 900 израильских субъектов (людей), в которых им удалось идентифицировать более 7000 вариантов. Затем они наладили сотрудничество с голландскими исследователями из Университета Гронингена в Нидерландах, и они искали эти варианты в микробиомах большой группы голландских субъектов. Большинство структурных вариантов, которые они идентифицировали у израильских подданных, также можно было найти среди голландских, несмотря на различия в генетике и образе жизни между группами.

Затем ученые спросили, связан ли какой-либо из выявленных ими структурных вариантов со здоровьем или болезнью. В группу вошло более 100 человек, которые были связаны с факторами риска заболевания. Многие из этих ассоциаций были снова воспроизведены в голландской когорте.

В одном случае, люди, которые имели определенный вариант, присутствующий в геноме конкретного микробного вида в их микробиоме, были на 6 кг легче и имели в среднем на 4 см более узкую талию, чем люди, которые имели тот же микроб - но тот, который не содержал этот конкретный вариант.

Затем ученые проанализировали гены, закодированные в этом варианте, и обнаружили, что они дают бактерии потенциальную способность превращать определенные сахара в вещество, называемое бутиратом. Бутират - это небольшая жирная кислота, которая пахнет как прогорклое масло (отсюда и название от древнегреческого «масло»); Несмотря на запах, бутират обладает противовоспалительным действием и оказывает положительное влияние на обмен веществ. По словам ученых, эта способность может помочь объяснить разницу в весе между теми, кто переносит бактерии со структурным  вариантом и  без него.

Полученные данные свидетельствуют о том, что метод, разработанный группой, может помочь исследователям точно определить связь между нашим микробиомом, здоровьем и заболеванием, что может быть упущено другими способами. «Реальный потенциал этого подхода, - говорит Зиви, - в том, что он позволяет нам искать реальные механизмы, стоящие за ассоциациями (взаимосвязями), которые мы находим».

По оценкам Сигала, в микробиоме кишечника человека могут быть десятки тысяч структурных вариантов, и тысячи из них могут быть связаны с заболеванием и риском заболевания. Поскольку состав микробиома был вовлечен в очень много различных синдромов и расстройств, это исследование может оказать значительное влияние на поиск лучших, более целенаправленных пробиотиков для лечения заболеваний.

 

Источник: Материалы предоставлены Weizmann Institute of Science 

Статьявжурнале: David Zeevi, Tal Korem, Eran Segal, et alStructural variation in the gut microbiome associates with host healthNature, 2019


Комментарии


Комментариев пока нет

Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.
Также Вы можете войти через:
При входе и регистрации вы принимаете пользовательское соглашение
Пожалуйста, авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий.

Авторизация
Введите Ваш логин или e-mail:

Пароль :
запомнить

Этот сайт использует файлы cookie и метаданные. Продолжая просматривать его, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie и метаданных в соответствии с Политикой конфиденциальности.
Продолжить