งานวิจัยนี้เป็นความร่วมมือระหว่าง Center for Genomic Regulation (CRG) ในบาร์เซโลนาและ University of California, San Diego โดยศึกษาหนูทดลองมากกว่า 4,000 ตัว ผลการศึกษาพบว่า องค์ประกอบของไมโครไบโอมในลำไส้ของหนูได้รับอิทธิพลทั้งจากยีนของตัวเองและจากยีนของหนูที่อยู่ในกรงเดียวกันอย่างมีนัยสำคัญ
Paraprevotella อาจส่งผลต่อโครงสร้างของแอนติบอดี IgA ด้วย IgA ช่วยปกป้องลำไส้ แต่ IgA ที่ผิดปกติอาจเข้าสู่กระแสเลือดและสะสมในไต ทำให้เกิดโรคไตจาก IgA นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่า วิถีนี้อาจอธิบายได้ว่าเหตุใดบางคนจึงเป็นโรคภูมิคุ้มกันทำลายตนเองดังกล่าว
ข่าว | ยีนของผู้ที่อาศัยร่วมกับคุณ ‘ย้ายเข้า’ ลำไส้ของคุณได้หรือไม่ งานวิจัยเผยการส่งต่ออิทธิพลทางพันธุกรรมผ่านจุลินทรีย์ในสังคม
ข่าว | ยีนของผู้ที่อาศัยร่วมกับคุณ ‘ย้ายเข้า’ ลำไส้ของคุณได้หรือไม่ งานวิจัยเผยการส่งต่ออิทธิพลทางพันธุกรรมผ่านจุลินทรีย์ในสังคม
ยีนของผู้ที่อาศัยร่วมกับคุณอาจกำลังส่งผลต่อแบคทีเรียในลำไส้ของคุณโดยไม่รู้ตัว งานวิจัยที่ตีพิมพ์ใน Nature Communications แสดงให้เห็นว่า การอยู่ร่วมกันไม่เพียงกำหนดไมโครไบโอมในลำไส้ของแต่ละคน แต่ยังทำให้อิทธิพลทางพันธุกรรม “แพร่กระจาย” ผ่านจุลินทรีย์ภายในประชากรได้อีกด้วย
งานวิจัยนี้เป็นความร่วมมือระหว่าง Center for Genomic Regulation (CRG) ในบาร์เซโลนาและ University of California, San Diego โดยศึกษาหนูทดลองมากกว่า 4,000 ตัว ผลการศึกษาพบว่า องค์ประกอบของไมโครไบโอมในลำไส้ของหนูได้รับอิทธิพลทั้งจากยีนของตัวเองและจากยีนของหนูที่อยู่ในกรงเดียวกันอย่างมีนัยสำคัญ
นักวิจัยอธิบายว่า ตัวยีนไม่ได้ถ่ายทอดระหว่างสิ่งมีชีวิตแต่ละตัว แต่จุลินทรีย์ประจำถิ่นที่ถูกกำหนดโดยยีนเหล่านั้นสามารถแพร่ผ่านการสัมผัสใกล้ชิดทางสังคมได้ ยีนบางชนิดส่งเสริมการเติบโตของแบคทีเรียในลำไส้บางชนิดโดยเฉพาะ แบคทีเรียเหล่านี้สามารถถ่ายทอดระหว่างสัตว์ที่อยู่ร่วมกัน ทำให้อิทธิพลทางพันธุกรรม “ส่งต่อ” ไปยังตัวอื่นได้
“นี่ไม่ใช่เรื่องมหัศจรรย์ แต่เป็นผลจากอิทธิพลทางพันธุกรรมที่ถ่ายทอดผ่านการสัมผัสทางสังคม ยีนกำหนดไมโครไบโอมในลำไส้ และเราพบว่าไม่ได้มีเพียงยีนของแต่ละตัวเองเท่านั้นที่ส่งผล” Dr. Amelie Baud นักวิจัยจาก CRG และผู้เขียนบทความวิจัยที่รับผิดชอบการติดต่อกล่าว
ไมโครไบโอมในลำไส้ประกอบด้วยจุลินทรีย์หลายล้านล้านตัว และมีบทบาทสำคัญต่อการย่อยอาหาร ภูมิคุ้มกัน และสุขภาพโดยรวม แม้อาหารและยาจะถือเป็นปัจจัยสำคัญ แต่การระบุอิทธิพลของพันธุกรรมอย่างแม่นยำยังทำได้ยากมานาน ในการศึกษาในมนุษย์ จนถึงขณะนี้มีเพียงยีนแลคเทสและยีนหมู่เลือด ABO ที่ได้รับการยืนยันอย่างน่าเชื่อถือว่ามีความสัมพันธ์กับไมโครไบโอมในลำไส้
นักวิจัยระบุว่า ปัจจัยทางธรรมชาติและการเลี้ยงดูสัมพันธ์กันอย่างแนบแน่นในสภาพแวดล้อมจริง ยีนมีอิทธิพลต่ออาหารและวิถีชีวิต ขณะที่สมาชิกในครอบครัวและผู้ใกล้ชิดทางสังคมมีอาหาร สภาพแวดล้อมที่อยู่อาศัย และจุลินทรีย์ร่วมกัน จึงยากที่จะแยกอิทธิพลทางพันธุกรรม ทีมวิจัยจึงใช้หนูทดลองที่มีความหลากหลายทางพันธุกรรม เลี้ยงภายใต้สภาวะควบคุมอย่างเข้มงวด และให้อาหารแบบเดียวกัน
หนู 4,000 ตัวมาจากประชากรอิสระสี่กลุ่มในสถานที่เลี้ยงสี่แห่งของสหรัฐฯ ซึ่งมีขั้นตอนการเลี้ยงต่างกัน เมื่อวิเคราะห์ข้อมูลจีโนมทั้งหมดร่วมกับข้อมูลไมโครไบโอมในลำไส้ นักวิจัยพบตำแหน่งความสัมพันธ์ระหว่างยีนกับจุลินทรีย์สามตำแหน่งที่ยังคงสม่ำเสมอภายใต้สภาพแวดล้อมที่ต่างกัน
ความสัมพันธ์ที่ชัดเจนที่สุดเกี่ยวข้องกับยีน St6galnac1 ซึ่งเติมโมเลกุลน้ำตาลลงในเมือกของลำไส้ นักวิจัยเชื่อว่าแบคทีเรียในลำไส้ Paraprevotella ใช้น้ำตาลเหล่านี้เป็นอาหาร โดยพบความสัมพันธ์นี้ในประชากรทั้งสี่กลุ่ม ตำแหน่งพันธุกรรมที่สองมียีนมิวซินหลายชนิดและสัมพันธ์กับปริมาณแบคทีเรีย Firmicutes ส่วนตำแหน่งที่สามเกี่ยวข้องกับยีน Pip ซึ่งสร้างโมเลกุลต้านจุลชีพ และสัมพันธ์กับแบคทีเรียวงศ์ Muribaculaceae ที่พบได้ทั่วไปในหนูและพบในมนุษย์ด้วย
กลุ่มตัวอย่างขนาดใหญ่ทำให้นักวิจัยสามารถวัดเป็นครั้งแรกว่า ไมโครไบโอมในลำไส้ของหนูทดลองมีสัดส่วนเท่าใดที่กำหนดโดยยีนของตัวเอง และสัดส่วนเท่าใดที่เกิดจากอิทธิพลของยีนในหนูที่อยู่ร่วมกรง ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า “อิทธิพลทางพันธุกรรมทางอ้อม” คล้ายตัวอย่างดั้งเดิมที่ยีนของแม่ส่งผลต่อการเจริญเติบโตหรือภูมิคุ้มกันของลูกผ่านสภาพแวดล้อมในการเลี้ยงดู
ทีมวิจัยสร้างแบบจำลองเชิงคำนวณเพื่อแยกอิทธิพลทางพันธุกรรมโดยตรงออกจากอิทธิพลทางอ้อมผ่านการสัมผัสทางสังคม แบคทีเรีย Muribaculaceae บางชนิดได้รับอิทธิพลทั้งสองแบบ เมื่อรวมอิทธิพลทางสังคมเหล่านี้ในแบบจำลอง ความแรงโดยรวมของอิทธิพลทางพันธุกรรมในความสัมพันธ์ระหว่างยีนกับจุลินทรีย์ที่ค้นพบใหม่ทั้งสามตำแหน่งเพิ่มขึ้น 4 ถึง 8 เท่า นักวิจัยเชื่อว่านี่อาจเป็นเพียงส่วนเล็ก ๆ ของภาพที่แท้จริง
“เราอาจเห็นเพียงยอดภูเขาน้ำแข็ง” Dr. Baud กล่าว “ขณะนี้เราตรวจพบแบคทีเรียที่มีสัญญาณชัดเจนที่สุด เมื่อการหาลำดับไมโครไบโอมพัฒนาขึ้น เราอาจพบจุลินทรีย์อีกมากที่ได้รับอิทธิพลทางพันธุกรรมผ่านสังคม”
งานวิจัยยังชี้ว่า หากมีกลไกคล้ายกันในมนุษย์ การศึกษาประชากรขนาดใหญ่อาจประเมินอิทธิพลของยีนต่อสุขภาพต่ำกว่าความเป็นจริงอย่างเป็นระบบ ยีนอาจไม่เพียงกำหนดความเสี่ยงต่อโรคของแต่ละคน แต่ยังส่งผลต่อสุขภาพของผู้อื่นในเครือข่ายสังคมผ่านการถ่ายทอดจุลินทรีย์ด้วย
ในระดับกลไก นักวิจัยระบุว่า St6galnac1 ในหนูมีหน้าที่ใกล้เคียงอย่างมากกับยีน ST6GAL1 ของมนุษย์ และงานวิจัยก่อนหน้านี้ยังพบความสัมพันธ์ระหว่าง ST6GAL1 กับ Paraprevotella สิ่งนี้บ่งชี้ว่าสิ่งมีชีวิตต่างสายพันธุ์อาจมีกลไกทางชีวภาพร่วมกัน ซึ่งการเติมหมู่น้ำตาลบนผิวเมือกของลำไส้เป็นตัวกำหนดว่าจุลินทรีย์ชนิดใดจะตั้งถิ่นฐานและเพิ่มจำนวนในลำไส้ได้
ทีมวิจัยยังเสนอสมมติฐานทางการแพทย์ที่อาจเป็นไปได้ งานวิจัยอื่นพบความสัมพันธ์ระหว่าง ST6GAL1 กับการติดเชื้อ SARS-CoV-2 หลังฉีดวัคซีน ขณะที่มีหลักฐานว่า Paraprevotella ส่งเสริมการสลายเอนไซม์ย่อยอาหารที่ไวรัสต้องใช้เพื่อเข้าสู่เซลล์เจ้าบ้าน ความแปรผันทางพันธุกรรมอาจส่งผลทางอ้อมต่อความเสี่ยงในการติดเชื้อด้วยการควบคุมปริมาณแบคทีเรียชนิดนี้
Paraprevotella อาจส่งผลต่อโครงสร้างของแอนติบอดี IgA ด้วย IgA ช่วยปกป้องลำไส้ แต่ IgA ที่ผิดปกติอาจเข้าสู่กระแสเลือดและสะสมในไต ทำให้เกิดโรคไตจาก IgA นักวิจัยตั้งสมมติฐานว่า วิถีนี้อาจอธิบายได้ว่าเหตุใดบางคนจึงเป็นโรคภูมิคุ้มกันทำลายตนเองดังกล่าว
จากนี้ทีมวิจัยวางแผนศึกษาว่า St6galnac1 ควบคุม Paraprevotella ในหนูทดลองอย่างไร และติดตามผลต่อเนื่องที่มีต่อลำไส้และสรีรวิทยาทั่วร่างกาย
“ตอนนี้ฉันแทบจะหมกมุ่นอยู่กับแบคทีเรียชนิดนี้แล้ว” Dr. Baud กล่าว “ผลของเราได้รับการยืนยันซ้ำในสถานที่อิสระสี่แห่ง ทำให้เรามีโอกาสที่หาได้ยากอย่างยิ่งในการวิจัยต่อเนื่อง”
แหล่งที่มาของเรื่อง:
รวบรวมจากออนไลน์