21.11.2019     0
 

Микробы в человеческом теле обмениваются генами на большом расстоянии

Когда речь идет о переносе генов, то в биологии выделяют два его типа: вертикальное и…


Когда речь идет о переносе генов, то в биологии выделяют два его типа: вертикальное и горизонтальное. Во время вертикального переноса гены передаются от предков к потомкам, от материнской клетки к дочерней.

А при горизонтальном, гены переносятся от одной клетки к другой, которая не является ее потомком, а бывает даже является представителем другого вида. Особенно часто это явление наблюдается у бактерий и архей. Так они обмениваются полезными для них качествами, которые не всегда полезны для нас. Например, генами устойчивости к антибиотикам.

Тело человека является домом для огромного количества микроорганизмов, суммарный вес которых достигает 2 килограмм. И с каждым днем все больше новых исследований доказывают их важную роль в нормальном функционировании человеческого организма. Команда ученых приняла во внимание эти факты и решила исследовать, как часто и каким образом происходит горизонтальный перенос генов у колонизаторов нашего тела.

Филогенетические деревья

В целом ученые проанализировали 1059 микробных геномов, используя базу данных HGTree, которую самостоятельно разработали. Взяты эти геномы были из шести различных частей человеческого организма: дыхательных путей, крови, ЖКХ, ротовой полости, кожи и урогенитального тракта.

Для проведения исследования ученые построили филогенетические деревья генов всех исследуемых микробов и сравнили их с филогенетичними деревьями, построенными на основе 16S рибосомальной РНК. Такая РНК всегда передается от материнской клетки дочерней. Она очень стабильная и может меняться лишь после случайных мутаций, которые тоже передаются следующим поколениям. Поэтому сравнение типов и количества мутаций РНК у разных видов часто используют для определения их родства. С помощью этой методики ученым удалось определить гены, которые не передавались эволюционно из поколения в поколение, то есть вертикальным переносом, а были получены микроорганизмом самостоятельно.

Это исследование показало неожиданные для ученых результаты. Более чем половина генов из генома человеческой микробиоты передается горизонтальным переносом. К тому же, подобный перенос генов между микроорганизмами, которые колонизируют наше тело, происходит чаще, чем у “свободноживущих” в природе.

“Горизонтальный обмен генами между микробами внутри наших тел примерно на 30% выше, чем в других местах на планете”,

– говорит Аршан Насир, один из авторов научной статьи,

“Это означает, что наше тело является уникальным средой и способствует совершенствованию на микробном уровне”.

Гены, мигрируют

Также оказалось, что 40% генных перемещений происходит между микробами, проживающими в одной среде, в одной и той же части тела (иначе говоря, занимают одинаковую нишу). Такой обмен объясняется необходимостью приспособления к одинаковым условиям и филогенетическим сходством. Поскольку, считается, что близкородственные организмы лучше адаптируются к подобным средам.

Но более интересным является то, что гены могут переходить от одних микробов к другим не только, если они физически находятся по соседству. Остальные мобильные гены, точнее 60%, показали способность перемещаться на дальние дистанции в различные части тела человека. Окончательного ответа на вопрос, каким образом гены преодолевают барьеры в виде тканей и сред организма, у ученых пока нет.

Исследователи предполагают такой вариант, что микроорганизмы обмениваются между собой генетическим материалом еще до того, как колонизируют человеческий организм. Если это так, то некоторые подвижки должны быть более распространенными в природе, поскольку у них есть больше времени, чтобы накопиться среди геномов. Интересна и версия о том, что бактериальная ДНК или целая бактерия может перемещаться из кишечника по телу с помощью кровотока. Но такие механизмы на сегодняшний день еще недостаточно изучены, поэтому для описания этого свойства нужно провести еще много исследований.

Источник: Вредные микробы

 

Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

1 × три =

Для отправки комментария, поставьте отметку, что разрешаете сбор и обработку ваших персональных данных .