Бесплатный подбор врача по Москве и Московской области. Телефон Call центра +7 (499) 519-32-44
Микробы в человеческом теле обмениваются генами

Микробы в человеческом теле обмениваются генами

Просмотров: 70

Бактерии в человеческом теле делятся генами друг с другом с большей скоростью, чем это обычно наблюдается в природе, и некоторые из этих генов, по-видимому, путешествуют-независимо от их микробных хозяев — от одной части тела к другой, сообщают исследователи в журнале Scientific Reports.

Полученные результаты были получены методом молекулярного анализа данных, первоначально концептуализированного Кен Мо Кимом, старшим научным сотрудником Корейского Полярного Исследовательского Института. Университет Иллинойса по Растениеводству и Институт Геномной Биологии, Карла Р. Везе и профессор Густаво Каэтано-Анолес разработали этот метод со своим бывшим студентом Аршаном Насиром из Университета КОМСАТ Исламабад, Пакистан, который в настоящее время является выдающимся научным сотрудником в Лос-Аламосской Национальной Лаборатории в Нью-Мексико.

Этот вычислительно сложный метод позволил им выявить случаи «горизонтального переноса генов» — прямого переноса генов между организмами вне полового или бесполого размножения.

«Горизонтальный перенос генов является основной движущей силой обмена генетической информации на Земле», — сказал Каэтану-Анолес. «Эти обмены позволяют микроорганизмам адаптироваться и процветать, но они, вероятно, также важны для здоровья человека. Есть бактерии, которые не могут жить вне нашего тела, и есть бактерии, без которых мы не можем жить.»

«Лучшее понимание этого явления также будет иметь значительную ценность для общественного здравоохранения, так как появление устойчивых к множественным лекарствам патогенов в результате горизонтального распространения устойчивых к антиобиотикам генов стало глобальной проблемой», — сказал Насир.

Для нового анализа ученые использовали геномную информацию, чтобы построить десятки тысяч «генеалогических деревьев» бактерий, колонизирующих человеческий организм. Между деревьями микробных генов позволило выделить гены, которые были унаследованы, а какие были результатом горизонтального переноса генов.

«Большинство современных методов определения горизонтального переноса генов сравнивают особенности ДНК или статистическое сходство между геномами для идентификации чужеродных генов», — сказал Насир. — Это довольно хорошо работает для относительно недавних передач генов, но часто не позволяет идентифицировать события передачи, которые произошли миллионы или миллиарды лет назад.»

Вам может быть интересно:  Трансплантация взрослых стволовых клеток

Более трудоемкий подход позволил команде преодолеть этот барьер, — сказал он.

«Мы изучали микроорганизмы, связанные с человеком, поскольку они, как известно, являются ключевыми игроками в поддержании здоровья и метаболизма человека», — сказал Насир. «Мы рассчитали скорость и направление передачи генов — кто кому что передал — для более чем 1000 эталонных бактериальных геномов, отобранных Национальным Институтом Здоровья проекта «Микробиом человека«.

Бактерии были взяты из шести участков человеческого тела: кишечника, кожи, полости рта, крови, мочеполового тракта и дыхательных путей.

По словам Каэтано-Анолеса, исследователи нашли доказательства в поддержку более ранних выводов о том, что ассоциированные с человеком бактерии довольно неразборчивы в своих генах.

«Горизонтальный обмен между микробами в наших телах примерно на 30% выше, чем на остальной планете», — сказал он. «Это означает, что наши тела обеспечивают уникальную нишу и способствуют инновациям на микробном уровне.»

Около 40% обмена генами произошло среди бактерий, живущих в тех же местах тела. Остальные 60% были связаны с обменом генами между бактериями в различных тканях, например, между организмами в кишечнике и в крови.

Во всех случаях передача генов была наиболее распространена среди близкородственных организмов, независимо от того, занимали ли они одни и те же или разные ткани тела. На самом деле, сообщают исследователи, обмен генами между организмами в разных местах тела происходил с более высокой скоростью, чем обмен генами между отдаленно связанными бактериями, живущими в тех же местах.

«Некоторые из них могут быть очень старыми событиями передачи генов, которые произошли до того, как микробы колонизировали человеческое тело», — сказал Насир. «Также может быть, что некоторые бактерии колонизируют различные участки человеческого тела в разные моменты времени жизни человека. Другие могут быть результатом переноса бактериальной ДНК с одного участка на другой, возможно, через кровь. Нам нужны дополнительные экспериментальные данные, чтобы проверить эту потенциальную возможность.»

Вам может быть интересно:  Комбинированная терапия CD40 может уменьшить размер опухоли поджелудочной железы

Исследователи говорят, что другие ученые могут использовать инструмент, который они разработали для этой работы, HGTree, чтобы более точно предсказать, какие гены были унаследованы «вертикально» в процессе размножения, а какие были взяты от других микробов через горизонтальный перенос генов. Это приведет к улучшению понимания микробной — и человеческой — эволюции, рассказали исследователи.

Источник: University of Illinois at Urbana-Champaign

Томография = Пирогов + математика
Томография = Пирогов + математика