Отправляя форму, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности в части обработки предоставленных вами контактных данных и сведений о запросе, принимаете наши Условия использования и соглашаетесь, что мы можем связаться с вами по этому запросу.
Новости | Могут ли гены людей, с которыми вы живёте, «переселиться» в ваш кишечник? Исследование выявило социальную передачу генетических эффектов через микробы
Новости | Могут ли гены людей, с которыми вы живёте, «переселиться» в ваш кишечник? Исследование выявило социальную передачу генетических эффектов через микробы
Гены людей, с которыми вы живёте, могут незаметно влиять на бактерии в вашем кишечнике. Исследование, опубликованное в Nature Communications, показывает, что совместная жизнь не только формирует микробиом кишечника человека, но и может позволять генетическим эффектам «распространяться» в популяции через микробы.
В исследовании, проведённом совместно Центром геномной регуляции (CRG) в Барселоне и Калифорнийским университетом в Сан-Диего, изучили более 4,000 лабораторных мышей. Оказалось, что на состав микробиома кишечника мыши влияют как её собственные гены, так и в значительной степени гены соседей по клетке.
Исследователи объяснили, что сами гены не передаются между особями, однако сформированные под их влиянием комменсальные микробы могут распространяться при тесных социальных контактах. Некоторые гены избирательно стимулируют рост определённых кишечных бактерий, которые могут передаваться между совместно живущими животными и вызывать «перетекание» генетических эффектов на других особей.
«Это не магия, а результат передачи генетических влияний через социальные контакты. Гены формируют микробиом кишечника, и мы обнаружили, что работают не только собственные гены человека», — сказала автор-корреспондент исследования доктор Амели Бод, исследователь CRG.
Микробиом кишечника состоит из триллионов микроорганизмов и играет ключевую роль в пищеварении, иммунитете и общем состоянии здоровья. Хотя питание и лекарства считаются основными факторами влияния, генетический вклад долгое время было трудно точно определить. В исследованиях на людях пока лишь ген лактазы и ген группы крови ABO надёжно связывали с микробиомом кишечника.
Исследователи отметили, что в естественных условиях наследственность и среда тесно переплетены: гены влияют на питание и образ жизни, а члены семьи и социальные контакты делятся пищей, средой обитания и микробами, что затрудняет выделение генетических эффектов. Поэтому команда использовала генетически разнообразных лабораторных мышей, выращенных в строго контролируемых условиях и получавших одинаковый рацион.
Мыши 4,000 происходили из четырёх независимых популяций в четырёх учреждениях США, где применялись разные процедуры содержания. Объединив данные полногеномного анализа и микробиома кишечника, исследователи выявили три области ассоциаций генов и микробов, сохранявшиеся при разных условиях окружающей среды.
Наиболее сильная ассоциация была связана с геном St6galnac1, который присоединяет молекулы сахара к кишечной слизи. Исследователи считают, что кишечная бактерия Paraprevotella использует эти сахара в качестве питательных веществ. Ассоциация наблюдалась во всех четырёх популяциях. Вторая генетическая область содержала несколько генов муцина и была связана с численностью бактерий Firmicutes. Третья касалась гена Pip, кодирующего антимикробную молекулу, и была связана с бактериями семейства Muribaculaceae, распространёнными у мышей и также присутствующими у людей.
Большой объём выборки впервые позволил исследователям количественно оценить, какая доля микробиома кишечника лабораторных мышей определяется их собственными генами, а какая возникает под генетическим влиянием соседей по клетке. Это явление называют «косвенным генетическим эффектом»; оно подобно классическим примерам, когда материнские гены влияют на рост или иммунитет потомства через среду воспитания.
Команда создала вычислительные модели, чтобы различать прямые генетические эффекты и косвенные эффекты, опосредованные социальными контактами. На некоторые бактерии Muribaculaceae влияли оба типа факторов. После включения социальных эффектов в модель общая сила генетического влияния в трёх недавно выявленных ассоциациях генов и микробов увеличилась в 4–8 раз. Исследователи считают, что это может отражать лишь небольшую часть реальной картины.
«Возможно, мы видим лишь верхушку айсберга», — сказала доктор Бод. «Сейчас мы можем обнаруживать бактерии с наиболее сильными сигналами. По мере совершенствования секвенирования микробиома мы можем выявить гораздо больше микробов, на которые влияют социальные генетические эффекты».
Исследование также предполагает, что при существовании подобных механизмов у людей крупные популяционные исследования могут систематически недооценивать влияние генов на здоровье. Гены могут не только определять риск заболевания у человека, но и влиять на здоровье других людей в его социальной сети через передачу микробов.
На механистическом уровне исследователи отметили, что St6galnac1 у мышей функционально тесно связан с человеческим геном ST6GAL1, а более ранние исследования также связывали ST6GAL1 с Paraprevotella. Это позволяет предположить, что разные виды могут иметь общий биологический механизм, при котором гликозилирование поверхности кишечной слизи определяет, какие микробы смогут колонизировать кишечник и размножаться в нём.
Команда также выдвинула потенциальные медицинские гипотезы. Другие исследования связали ST6GAL1 с прорывной инфекцией SARS-CoV-2 после вакцинации, а Paraprevotella, как было показано, способствует разрушению пищеварительного фермента, необходимого вирусу для проникновения в клетки хозяина. Генетические варианты могут косвенно влиять на риск инфекции, регулируя численность этой бактерии.
Paraprevotella также может влиять на структуру антител IgA. IgA защищает кишечник, однако аномальный IgA может попадать в кровоток и накапливаться в почках, вызывая IgA-нефропатию. Исследователи предположили, что этот путь может объяснять, почему у некоторых людей развивается аутоиммунное заболевание.
На следующем этапе команда планирует изучить, как St6galnac1 регулирует Paraprevotella у лабораторных мышей, и проследить последующее влияние на кишечник и физиологию всего организма.
«Теперь я почти одержима этой бактерией», — сказала доктор Бод. «Наши результаты воспроизвели на четырёх независимых площадках, что даёт нам исключительно редкую возможность для дальнейших исследований».
Источник материала:
Собрано из онлайн-источников