Науки про життя і землю - суші та чоловіки
Суші та чоловіки
Уявіть, що вам подають екзотичну їжу, яку за своєю дивною природою не можна їсти зі звичайним посудом. А тепер уявіть, що людині з країни, де їжа надходить з рук, ви пропонуєте інструмент, який ідеально підходить для його споживання (згадайте про виделку для равликів, консервну банку та сошник, кокос та мачете ... тощо), якщо це може допомогти ви). Це еквівалент, який виявили дослідники: деякі кишкові бактерії придбали гени від морських бактерій, що дозволяє їм розщеплювати нормально неперетравлювані водорості.
Наш кишечник населений щільною і складною спільнотою корисних мікроорганізмів, яка називається кишковою флорою. Цей набір складається з трильйонів бактерій, деякі з яких є давніми мешканцями; мікроби, які ми поглинаємо з їжею, також є тимчасовими членами цієї екосистеми. Усі змагаються за доступ до обмежених ресурсів, які здебільшого походять від нашого режиму. Наприклад, людські ферменти не можуть розщеплювати всі полісахариди рослин; тому вони переходять у дистальну частину нашого травного тракту, де ферменти нашої мікробної флори відповідають за завершення роботи.
Сотні мікробних видів терпляче чекають цієї багатої вуглецем мани, припускаючи, що на цьому рівні відбувається жорстка конкуренція. Дійсно, гени, присвячені деградації вуглеводів, такі як кодуючі ферменти глікозидгідролази, є найбільш багатими в метагеномних даних (колективне секвенування генів), представляючи "мікробіом" або навіть всі гени наших мікробів.
Одним із способів еволюції бактерій є отримання генетичного матеріалу від іншого організму шляхом бічного переносу генів. Якщо нові гени нададуть адаптивну перевагу, популяція цієї бактерії буде швидко зростати. Наприклад, передача генів, які дозволяють бактеріям протистояти антибіотикам, означає, що вони можуть розмножуватися в присутності цих продуктів в навколишньому середовищі. Зростаючий інтерес до вивчення цього явища має на меті зрозуміти, як поступово формується спільнота наших мікробів і які фактори навколишнього середовища сформували його.
Вивчаючи морського члена групи Бактероїдети, Zobellia galactanivorans, Hehemann et al. Виявили та охарактеризували новий клас ферменту глікозидази. Цей фермент здатний розщеплювати полісахарид під назвою порфіран, якого багато в червоних водоростях роду Порфира. Шукаючи бази даних, вчені виявили, що гени, що містять специфічні послідовності активного центру цього ферменту, існують не лише у інших видів морських бактерій, але і в метагеномах, отриманих з кишечника людини, особливо у зазначеного резидента Бактерії плебею. Жоден інший член кишечника з роду Bacteroides не містить подібних послідовностей, що свідчить про те, що B. Plebeius придбав цей ген (та інші подібні) шляхом бічних передач генів від морських бактерій. Але питання, яке постало, було: для чого? Справді, яку потребу в деградації водоростей може мати кишкова бактерія? ?
Потім команда зазначила, що шість рядків послідовно від Б. Плебей все походило з кишечника японських особин; мікробіоми особин із США їх не містили. Дослідники дійшли висновку, що водорості "норі", якими обгортали суші, до яких належать морські водорості Порфира, були джерелом мікроорганізмів, відповідальних за бічний перенос генів, корисних для перетравлення полісахаридів, незвичних для західних дієт. Хоча точний момент, коли це явище відбулося в історії людства, невідомий, здається очевидним, що регулярне вживання водоростей було селективним фактором поліморфізму в японському мікробіомі.
З’ясувати у величезній базі даних, що пов’язує довкілля, дієту та склад нашої кишкової флори, є величезною проблемою: це дослідження є важливим прикладом. Він може поширюватися на інші сфери, наприклад, пов’язувати здоров’я людини з кишковими мікроорганізмами, що дозволило б розробити персоналізовану медицину, адаптовану до геному наших симбіонтів.
Протягом історії людства швидка еволюція мікроорганізмів, коли вони колонізують нове середовище - і, отже, нові джерела їжі - повинна була зіграти вирішальну роль в адаптації наших предків. Дійсно, ефективність деградації полісахаридів визначає кількість енергії, що надходить їжею в наш організм, а отже, і наше виживання. Ми і наші бактерії спільно еволюціонували !
Інші практики, такі як землеробство та введення страв для приготування їжі, повинні були бути селективними факторами. Дослідження мікробіомів у різних людських популяціях, включаючи традиційних мисливців-збирачів, вивчення копролітів (викопних фекалій) вимерлих гомінінів, а також подібні дослідження інших великих мавп повинні забезпечити краще розуміння того, як наша кишкова флора і як це допомогло нам розвиватися.
Це також піднімає питання про вплив, який споживання гігієнічних, масових, висококалорійних продуктів харчування може мати в даний час на наше мікробне співтовариство, позбавлене великого різноманіття генів, яке забезпечує природне середовище. У той же час споживання продуктів міжнародного походження, які можуть містити незвичні бактерії, також може впливати на бічний перенос генів.
Тож наступного разу, коли ви вкусите екзотичну їжу, подумайте про всі нові бактерії, які ви проковтуєте, і про всі нові інструменти, які ви збираєтеся принести своїм десяти трильйонам найближчих друзів. !