Людський кишечник є місцем, де постійно проходить нестримна оргія мікробів. Щоб вижити, бактерії в нашому травному тракті регулярно займаються “сексом” один з одним.
Група дослідників з Університету Іллінойсу в Урбана-Шампейн і Каліфорнійського університету в Ріверсайді виявила, що насправді процес злягання і схрещування мікроорганізмів виходять за рамки того, що ми знали раніше.
Бактерії, звичайно, не мають геніталій, але технічно «секс» в біології стосується будь-якого процесу обміну генетичним матеріалом. Таким чином, формуючи “тимчасовий союз” з іншою бактерією в нашому кишечнику, мікроб може передавати свої гени іншому — при цьому у них можуть бути абсолютно різні види. Все, що потрібно зробити мікробу, – це висунути трубку, звану пілусом, і прикріпитися до іншої клітини, випустивши переносний пакет ДНК, званий мобільним генетичним елементом, коли він буде готовий.
Відкриття бактеріального “сексу” було зроблено понад 70 років тому, коли вчені зрозуміли, що секрет горизонтального перенесення генів в тому, що мікроби обмінюються генами стійкості до певних антибіотиків, тим самим поширюючи її між видами.
Зовсім недавно стало ясно, що бактеріальний секс відбувається постійно, і, ймовірно, саме завдяки цьому процесу наш мікробіом підтримує себе у формі і зберігає здоров’я. Нове дослідження проводилося серед кишкових мікробів, званих Bacteroidetes, які складають до 80% мікробіому людини і допомагають перетравлювати їжу.
- Антибіотики останнього резерву змушують бактерії “кам’яніти”
- Коронавірус і віспа мавп: американець заразився відразу двома хворобами
Однак, щоб колонізувати кишечник людини і допомогти нам розщеплювати вуглеводи, ці мікроби повинні конкурувати за обмежені ресурси в товстій кишці. Такі ресурси включають вітамін В12 та інші споріднені сполуки, які сприяють метаболізму бактерій та синтезу білків.
Більшість мікробів в кишечнику не здатні самостійно синтезувати ці найважливіші сполуки, а це означає, що їм доводиться вбирати їх з навколишнього середовища. А щоб це було ефективно, потрібно мати напоготові гени транспортування вітаміну B12.
Коли два кишкових мікроба помістили на чашку в лабораторії, дослідники звернули увагу на дивний союз. Бактерія, яка не могла синтезувати “транспортні системи” B12, вступила у зв’язок з бактерією, яка володіла такими якостями. Після експерименту дослідники вивчили геном приймаючої бактерії (яка була жива і неушкоджена) і виявили, що вона включила до свого складу додатковий ланцюжок ДНК від донора.
Чому це важливо? У майбутньому підбір “правильних” генів може дозволити медикам формувати стійкі мікробіоми, які позбавлять людство від безлічі проблем – наприклад, допоможуть засвоювати лактозу тим, хто не може робити це самостійно.