"Секс" кишечных бактерий помогает им усваивать витамин B12
Без витамина B12 не может функционировать большинство живых клеток. Поэтому за живительный витамин в природе идёт постоянная борьба.
Бактерии, населяющие кишечник человека, нуждаются в этом витамине так же, как и сами люди.
Новая работа исследователей из Калифорнийского университета в Риверсайде (UCR) демонстрирует, что полезные кишечные микробы передают друг другу способность "добывать" этот драгоценный ресурс посредством процесса, называемого бактериальным сексом.
"В этом процессе одна клетка образует трубку, по которой ДНК может пройти к другой клетке, – объяснил аналогию микробиолог UCR и руководитель исследования Патрик Дегнан (Patrick Degnan). – Это как если бы два человека занимались сексом, и после этого волосы у обоих стали рыжими".
Учёные знали об этом любопытном процессе на протяжении десятилетий, а также о том, что он используется для передачи так называемых "прыгающих генов" (транспозонов) между организмами.
К слову, большинство изученных "прыгающих генов" помогают бактериям оставаться в живых, когда люди принимают антибиотики. Именно этот механизм лежит в основе возникновения смертельно опасных бактерий, устойчивых к антибиотикам.
"Мы в восторге от этого исследования, потому что оно показывает, что этот процесс предназначен не только для формирования устойчивости к антибиотикам. Похоже, горизонтальный обмен генами между бактериями используется для всего, что увеличивает их способность к выживанию, включая совместное использование витамина B12", – добавил Дегнан.
Чтобы продемонстрировать этот процесс, Дегнан и его команда смешали бактерии, способные транспортировать B12, и те, которые не обладают этой способностью. Совместное пребывание в чашке Петри дало бактериям возможность сформировать белковые структуры, известные как пили. Именно они используются для передачи генетического материала.
После этого учёные определили, что бактерии, ранее неспособные транспортировать B12, выжили и приобрели гены, позволяющие им получать важный витамин из внешней среды.
Во второй части исследования учёные изучили весь геном бактерий.
Авторы работы увидели, что у бактерий-получателей генов-транспортёров B12 появилась дополнительная полоса новой ДНК, которую они получили от донора.
Эксперимент по передаче генов от одних бактерий другим удалось успешно провести как in vitro (в пробирке), так и в организме лабораторных мышей.
В исследовании использовались полезные кишечные бактерии рода Bacteroides, которые обитают в толстом кишечнике большинства людей. Одной из их самых важных для человека функций является расщепление сложных углеводов для получения энергии.
Длинные молекулы углеводов сладкого картофеля, бобов, цельного зерна и овощей без этих бактерий проходили бы через наш организм впустую. Мы получаем энергию из этих продуктов именно благодаря жизнедеятельности бактероидов.
К тому же представители рода Bacteroides, наряду с другими бактериями, создают в нашем кишечнике барьерный слой, который помогает предотвратить вторжение патогенов.
Изучение того, как сохранить эти бактерии живыми и здоровыми, поможет сохранить и улучшить здоровье людей.
"Не существует единого способа поддерживать здоровье микробиома, но в целом наличие разнообразного сообщества анаэробных бактерий — это здорово и может иметь положительный эффект", – объясняет Дегнан интерес учёных к этим микроорганизмам.
Результаты исследования были опубликованы в журнале Cell Reports.
К слову, ранее мы рассказывали о том, что некоторые кишечные бактерии помогают уменьшить симптомы аутизма (правда, пока только у мышей). Также мы писали о том, что кишечные бактерии влияют на тяжесть течения COVID-19.
Сообщали мы и о том, как переезд человека в другую страну сказывается на кишечном микробиоме.
Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим.