Haberler | Birlikte Yaşadığınız İnsanların Genleri Bağırsaklarınıza ‘Taşınabilir’ mi? Araştırma, Genetik Etkilerin Mikroplar Yoluyla Sosyal Aktarımını Ortaya Koyuyor
Haberler | Birlikte Yaşadığınız İnsanların Genleri Bağırsağınıza ‘Taşınabilir’ mi? Çalışma, Genetik Etkilerin Mikroplar Yoluyla Sosyal Aktarımını Ortaya Koyuyor
Birlikte yaşadığınız insanların genleri, bağırsağınızdaki bakterileri sessizce etkiliyor olabilir. Nature Communications'da yayımlanan bir çalışma, birlikte yaşamanın yalnızca kişinin bağırsak mikrobiyomunu şekillendirmekle kalmadığını, genetik etkilerin mikroplar aracılığıyla bir popülasyona “yayılmasına” da olanak tanıyabileceğini gösteriyor.
Barselona'daki Genomik Düzenleme Merkezi (CRG) ile Kaliforniya Üniversitesi, San Diego arasındaki iş birliğiyle yürütülen çalışmada, 4,000'den fazla laboratuvar faresi incelendi. Bir farenin bağırsak mikrobiyomunun bileşiminin hem kendi genlerinden hem de kafes arkadaşlarının genlerinden önemli ölçüde etkilendiği bulundu.
Araştırmacılar, genlerin kendisinin bireyler arasında aktarılmadığını, ancak bu genlerin şekillendirdiği kommensal mikropların yakın sosyal temas yoluyla yayılabildiğini açıkladı. Bazı genler belirli bağırsak bakterilerinin büyümesini seçici olarak teşvik ediyor; bu bakteriler birlikte yaşayan hayvanlar arasında geçerek genetik etkilerin diğer bireylere “taşmasına” neden olabiliyor.
“Bu sihir değil; genetik etkilerin sosyal temas yoluyla aktarılmasının sonucu. Genler bağırsak mikrobiyomunu şekillendiriyor ve bir bireyin yalnızca kendi genlerinin etkili olmadığını gördük,” dedi çalışmanın sorumlu yazarı ve CRG araştırmacısı Dr. Amelie Baud.
Bağırsak mikrobiyomu trilyonlarca mikroorganizmadan oluşur ve sindirim, bağışıklık ile genel sağlıkta temel roller oynar. Beslenme ve ilaçlar başlıca etkileyen faktörler olarak kabul edilse de genetik katkıyı kesin olarak tanımlamak uzun süredir zor. İnsan çalışmalarında şimdiye kadar yalnızca laktaz geni ile ABO kan grubu geninin bağırsak mikrobiyomuyla güvenilir biçimde ilişkili olduğu gösterildi.
Araştırmacılar, doğal ortamlarda doğa ve yetiştirilme koşullarının sıkı biçimde iç içe geçtiğine dikkat çekti: Genler beslenmeyi ve yaşam tarzını etkilerken aile üyeleri ve sosyal çevre; yiyecekleri, yaşam alanlarını ve mikropları paylaşır, bu da genetik etkileri yalıtmayı zorlaştırır. Bu nedenle ekip, sıkı biçimde kontrol edilen koşullarda yetiştirilen ve aynı beslenme düzeniyle beslenen genetik olarak çeşitli laboratuvar fareleri kullandı.
4,000 fare, farklı bakım prosedürlerine sahip dört ABD tesisindeki dört bağımsız popülasyondan geldi. Araştırmacılar, tüm genom ve bağırsak mikrobiyomu verilerini birleştirerek farklı çevresel koşullarda da sabit kalan üç gen–mikrop ilişkilendirme bölgesi belirledi.
En güçlü ilişki, bağırsak mukusuna şeker molekülleri ekleyen St6galnac1 geniyle ilişkiliydi. Araştırmacılar, bağırsak bakterisi Paraprevotella'nın bu şekerlerle beslendiğine inanıyor. İlişki dört popülasyonun tamamında gözlendi. İkinci genetik bölgede birkaç müsin geni bulunuyor ve bu bölge Firmicutes bakterilerinin bolluğuyla ilişkiliydi. Üçüncü bölge, antimikrobiyal bir molekülü kodlayan Pip genini içeriyor ve farelerde yaygın, insanlarda da bulunan Muribaculaceae ailesindeki bakterilerle ilişkiliydi.
Geniş örneklem, laboratuvar farelerinin bağırsak mikrobiyomunun ne kadarının kendi genleriyle belirlendiğini ve ne kadarının kafes arkadaşlarının genetik etkisinden kaynaklandığını ilk kez ölçmeyi sağladı. Bu olgu, anne genlerinin beslenme ortamı aracılığıyla yavruların büyümesini veya bağışıklığını etkilediği klasik örneklere benzer şekilde “dolaylı genetik etki” olarak adlandırılıyor.
Ekip, doğrudan genetik etkileri sosyal temasın aracılık ettiği dolaylı etkilerden ayırmak için hesaplamalı modeller geliştirdi. Bazı Muribaculaceae bakterileri her iki etkiden de etkileniyordu. Bu sosyal etkiler modele dahil edildiğinde, yeni belirlenen üç gen–mikrop ilişkisindeki toplam genetik etki gücü 4 ila 8 kat arttı. Araştırmacılar bunun gerçek tablonun yalnızca küçük bir bölümünü yansıtıyor olabileceğine inanıyor.
“Buzdağının yalnızca görünen kısmını görüyor olabiliriz,” dedi Dr. Baud. “Şu anda en güçlü sinyalleri veren bakterileri saptayabiliyoruz. Mikrobiyom dizilemesi geliştikçe sosyal genetik etkilerden etkilenen çok daha fazla mikrop bulabiliriz.”
Çalışma ayrıca, benzer mekanizmalar insanlarda da varsa büyük popülasyon çalışmalarının genlerin sağlık üzerindeki etkilerini sistematik olarak olduğundan düşük tahmin edebileceğini öne sürüyor. Genler yalnızca bir bireyin hastalık riskini belirlemeyebilir; mikrobiyal aktarım yoluyla sosyal ağındaki diğer kişilerin sağlığını da etkileyebilir.
Araştırmacılar mekanizma düzeyinde, farelerdeki St6galnac1 geninin insanlardaki ST6GAL1 geniyle işlevsel açıdan yakından ilişkili olduğuna dikkat çekti; önceki çalışmalar da ST6GAL1 ile Paraprevotella arasında ilişki kurdu. Bu durum, farklı türlerin bağırsak mukozası yüzeyindeki glikozilasyonun hangi mikropların bağırsağa yerleşip çoğalabileceğini belirlediği ortak bir biyolojik mekanizmayı paylaşabileceğini düşündürüyor.
Ekip ayrıca olası tıbbi hipotezler öne sürdü. Diğer çalışmalar ST6GAL1 ile aşılama sonrası ortaya çıkan SARS-CoV-2 enfeksiyonu arasında ilişki kurarken, Paraprevotella'nın virüsün konak hücrelere girmesi için gerekli bir sindirim enziminin parçalanmasını teşvik ettiği gösterildi. Genetik varyantlar, bu bakterinin bolluğunu düzenleyerek enfeksiyon riskini dolaylı olarak etkileyebilir.
Paraprevotella, IgA antikorlarının yapısını da etkileyebilir. IgA bağırsağı korur; ancak anormal IgA kan dolaşımına girip böbreklerde birikerek IgA nefropatisine neden olabilir. Araştırmacılar, bu yolun bazı kişilerde otoimmün hastalık gelişmesini açıklayabileceğini öne sürdü.
Ekip bundan sonra St6galnac1 geninin laboratuvar farelerinde Paraprevotella'yı nasıl düzenlediğini araştırmayı ve bunun bağırsak ile tüm vücut fizyolojisi üzerindeki aşağı akış etkilerini izlemeyi planlıyor.
“Artık bu bakteriye neredeyse takıntılıyım,” dedi Dr. Baud. “Bulgularımız dört bağımsız tesiste tekrarlanarak doğrulandı ve bu bize takip araştırmaları için son derece nadir bir fırsat sundu.”
Haberler | Birlikte Yaşadığınız İnsanların Genleri Bağırsaklarınıza ‘Taşınabilir’ mi? Araştırma, Genetik Etkilerin Mikroplar Yoluyla Sosyal Aktarımını Ortaya Koyuyor
Haberler | Birlikte Yaşadığınız İnsanların Genleri Bağırsağınıza ‘Taşınabilir’ mi? Çalışma, Genetik Etkilerin Mikroplar Yoluyla Sosyal Aktarımını Ortaya Koyuyor
Birlikte yaşadığınız insanların genleri, bağırsağınızdaki bakterileri sessizce etkiliyor olabilir. Nature Communications'da yayımlanan bir çalışma, birlikte yaşamanın yalnızca kişinin bağırsak mikrobiyomunu şekillendirmekle kalmadığını, genetik etkilerin mikroplar aracılığıyla bir popülasyona “yayılmasına” da olanak tanıyabileceğini gösteriyor.
Barselona'daki Genomik Düzenleme Merkezi (CRG) ile Kaliforniya Üniversitesi, San Diego arasındaki iş birliğiyle yürütülen çalışmada, 4,000'den fazla laboratuvar faresi incelendi. Bir farenin bağırsak mikrobiyomunun bileşiminin hem kendi genlerinden hem de kafes arkadaşlarının genlerinden önemli ölçüde etkilendiği bulundu.
Araştırmacılar, genlerin kendisinin bireyler arasında aktarılmadığını, ancak bu genlerin şekillendirdiği kommensal mikropların yakın sosyal temas yoluyla yayılabildiğini açıkladı. Bazı genler belirli bağırsak bakterilerinin büyümesini seçici olarak teşvik ediyor; bu bakteriler birlikte yaşayan hayvanlar arasında geçerek genetik etkilerin diğer bireylere “taşmasına” neden olabiliyor.
“Bu sihir değil; genetik etkilerin sosyal temas yoluyla aktarılmasının sonucu. Genler bağırsak mikrobiyomunu şekillendiriyor ve bir bireyin yalnızca kendi genlerinin etkili olmadığını gördük,” dedi çalışmanın sorumlu yazarı ve CRG araştırmacısı Dr. Amelie Baud.
Bağırsak mikrobiyomu trilyonlarca mikroorganizmadan oluşur ve sindirim, bağışıklık ile genel sağlıkta temel roller oynar. Beslenme ve ilaçlar başlıca etkileyen faktörler olarak kabul edilse de genetik katkıyı kesin olarak tanımlamak uzun süredir zor. İnsan çalışmalarında şimdiye kadar yalnızca laktaz geni ile ABO kan grubu geninin bağırsak mikrobiyomuyla güvenilir biçimde ilişkili olduğu gösterildi.
Araştırmacılar, doğal ortamlarda doğa ve yetiştirilme koşullarının sıkı biçimde iç içe geçtiğine dikkat çekti: Genler beslenmeyi ve yaşam tarzını etkilerken aile üyeleri ve sosyal çevre; yiyecekleri, yaşam alanlarını ve mikropları paylaşır, bu da genetik etkileri yalıtmayı zorlaştırır. Bu nedenle ekip, sıkı biçimde kontrol edilen koşullarda yetiştirilen ve aynı beslenme düzeniyle beslenen genetik olarak çeşitli laboratuvar fareleri kullandı.
4,000 fare, farklı bakım prosedürlerine sahip dört ABD tesisindeki dört bağımsız popülasyondan geldi. Araştırmacılar, tüm genom ve bağırsak mikrobiyomu verilerini birleştirerek farklı çevresel koşullarda da sabit kalan üç gen–mikrop ilişkilendirme bölgesi belirledi.
En güçlü ilişki, bağırsak mukusuna şeker molekülleri ekleyen St6galnac1 geniyle ilişkiliydi. Araştırmacılar, bağırsak bakterisi Paraprevotella'nın bu şekerlerle beslendiğine inanıyor. İlişki dört popülasyonun tamamında gözlendi. İkinci genetik bölgede birkaç müsin geni bulunuyor ve bu bölge Firmicutes bakterilerinin bolluğuyla ilişkiliydi. Üçüncü bölge, antimikrobiyal bir molekülü kodlayan Pip genini içeriyor ve farelerde yaygın, insanlarda da bulunan Muribaculaceae ailesindeki bakterilerle ilişkiliydi.
Geniş örneklem, laboratuvar farelerinin bağırsak mikrobiyomunun ne kadarının kendi genleriyle belirlendiğini ve ne kadarının kafes arkadaşlarının genetik etkisinden kaynaklandığını ilk kez ölçmeyi sağladı. Bu olgu, anne genlerinin beslenme ortamı aracılığıyla yavruların büyümesini veya bağışıklığını etkilediği klasik örneklere benzer şekilde “dolaylı genetik etki” olarak adlandırılıyor.
Ekip, doğrudan genetik etkileri sosyal temasın aracılık ettiği dolaylı etkilerden ayırmak için hesaplamalı modeller geliştirdi. Bazı Muribaculaceae bakterileri her iki etkiden de etkileniyordu. Bu sosyal etkiler modele dahil edildiğinde, yeni belirlenen üç gen–mikrop ilişkisindeki toplam genetik etki gücü 4 ila 8 kat arttı. Araştırmacılar bunun gerçek tablonun yalnızca küçük bir bölümünü yansıtıyor olabileceğine inanıyor.
“Buzdağının yalnızca görünen kısmını görüyor olabiliriz,” dedi Dr. Baud. “Şu anda en güçlü sinyalleri veren bakterileri saptayabiliyoruz. Mikrobiyom dizilemesi geliştikçe sosyal genetik etkilerden etkilenen çok daha fazla mikrop bulabiliriz.”
Çalışma ayrıca, benzer mekanizmalar insanlarda da varsa büyük popülasyon çalışmalarının genlerin sağlık üzerindeki etkilerini sistematik olarak olduğundan düşük tahmin edebileceğini öne sürüyor. Genler yalnızca bir bireyin hastalık riskini belirlemeyebilir; mikrobiyal aktarım yoluyla sosyal ağındaki diğer kişilerin sağlığını da etkileyebilir.
Araştırmacılar mekanizma düzeyinde, farelerdeki St6galnac1 geninin insanlardaki ST6GAL1 geniyle işlevsel açıdan yakından ilişkili olduğuna dikkat çekti; önceki çalışmalar da ST6GAL1 ile Paraprevotella arasında ilişki kurdu. Bu durum, farklı türlerin bağırsak mukozası yüzeyindeki glikozilasyonun hangi mikropların bağırsağa yerleşip çoğalabileceğini belirlediği ortak bir biyolojik mekanizmayı paylaşabileceğini düşündürüyor.
Ekip ayrıca olası tıbbi hipotezler öne sürdü. Diğer çalışmalar ST6GAL1 ile aşılama sonrası ortaya çıkan SARS-CoV-2 enfeksiyonu arasında ilişki kurarken, Paraprevotella'nın virüsün konak hücrelere girmesi için gerekli bir sindirim enziminin parçalanmasını teşvik ettiği gösterildi. Genetik varyantlar, bu bakterinin bolluğunu düzenleyerek enfeksiyon riskini dolaylı olarak etkileyebilir.
Paraprevotella, IgA antikorlarının yapısını da etkileyebilir. IgA bağırsağı korur; ancak anormal IgA kan dolaşımına girip böbreklerde birikerek IgA nefropatisine neden olabilir. Araştırmacılar, bu yolun bazı kişilerde otoimmün hastalık gelişmesini açıklayabileceğini öne sürdü.
Ekip bundan sonra St6galnac1 geninin laboratuvar farelerinde Paraprevotella'yı nasıl düzenlediğini araştırmayı ve bunun bağırsak ile tüm vücut fizyolojisi üzerindeki aşağı akış etkilerini izlemeyi planlıyor.
“Artık bu bakteriye neredeyse takıntılıyım,” dedi Dr. Baud. “Bulgularımız dört bağımsız tesiste tekrarlanarak doğrulandı ve bu bize takip araştırmaları için son derece nadir bir fırsat sundu.”
Hikâyenin kaynağı:
İnternetten derlendi