Бактерии микрофлоры постоянно воруют ДНК друг у друга, выяснили ученые

МОСКВА, 11 апр – РИА Новости. Микробы, живущие в кишечнике человека и других млекопитающих, необычайно часто меняются друг с другом целыми сегментами ДНК, причем чаще всего эти обмены происходят между бактериями, живущими в разных частях тела. Об этом пишут корейские и американские биологи в журнале Biology Letters.

"Некоторые из них могли произойти еще до того, как бактерии попали в тело человека или же они могли сначала жить в одном органе, а потом "переехать" в другой. С другой стороны, мы не исключаем того, что бактериальная ДНК могла попасть в них иными путями, к примеру, вместе с кровью. Последующие опыты покажут, так ли это на самом деле", — рассказывает Аршан Насир (Arshan Nasir) из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе (США).

Тело человека содержит в себе примерно в 10 раз больше одноклеточных бактерий, грибков и прочих представителей микрофлоры, чем наших собственных клеток. Наблюдения последних лет показывают, что микрофлора может не только влиять на метаболизм человека и вероятность развития рака и других болезней, но и на его поведение и привычки.

К примеру, опыты на мышах показывают, что трансплантация "здоровой" микрофлоры в кишечник тучных грызунов может заставить их похудеть. В свою очередь, худые люди в среднем обладают более богатой и разнообразной микрофлорой, а жирная пища способствует размножению в кишечнике бактерий, ускоряющих развитие ожирения и рака прямой кишки.

Ученых, как отмечает Насир, давно интересует то, как меняется поведение и работа клеток микробов, проникающих в тело человека и становящихся частью его микрофлоры. Дело в том, что за последние годы биологи открыли сотни различных штаммов бактерий, которые не могут жить вне пределов кишечника или кожи человека, или же ведут себя в других средах радикально иным образом.

Подобные особенности в их жизнедеятельности заставляют ученых задуматься о том, как возникли эти микробы, как они распространяются между людьми и как они эволюционируют. Насир и его коллеги решили найти ответ на этот вопрос, проанализировав структуру примерно тысячи бактериальных геномов, расшифрованных в рамках проекта Human Microbiome.

Бактерии, как объясняет ученый, часто приспосабливаются к новым условиям среды не в результате долгого естественного отбора и накопления полезных мутаций в ДНК, а в буквальном смысле "воруя" подобные адаптации у других одноклеточных организмов или даже вирусов.

Подобное "воровство" генов не является чем-то необычным для мира природы. Ученые называют данный феномен горизонтальным переносом генов. Ранее считалось, что межвидовой обмен генами или горизонтальный перенос происходит, в основном, среди бактерий и других одноклеточных организмов. Однако позже гены микробов и даже растений были обнаружены в ДНК некоторых насекомых и беспозвоночных.

Американские биологи проверили, как часто происходят подобные обмены между обитателями микрофлоры и попытались выяснить, где они чаще всего происходят. Результаты этих наблюдений были крайне неожиданными.

Во-первых, оказалось, что обитатели микрофлоры примерно на 30% чаще "крадут" друг у друга гены, чем это делают бактерии в окружающей среде, что говорит об особой важности горизонтального переноса генов для их выживания.

Вдобавок, ученые обнаружили, что лишь 40% подобных обменов генами происходили между бактериями, которые заселяют разные органы, к примеру, между кишечными палочками и кожными микробами.

Почему это так, ученые пока не знают, но планируют раскрыть механизм подобных "дальних" обменов ДНК и причины подобного поведения бактерий в ближайшее время. Это поможет биологам уточнить роль микрофлоры в развитии различных болезней и понять, как ее особенности влияют на работу организма.