Женщины могут передавать наследственные черты через бактерии
Общеизвестный факт из школьного курса биологии гласит, что некоторые черты внешности, например, цвет глаз или рост, передаются из поколения в поколение посредством родительской ДНК. Однако новое исследование на мышах, проведённое в медицинской школе при Вашингтонском университете, показало: ДНК бактерий, живущих в организме, могут передавать определённые черты потомству таким же образом, как и собственная ДНК родителей.
Многие люди отождествляют бактерии с зачинщиками инфекций. Однако учёные давно поняли, что такие микроорганизмы – лишь незначительная часть сообществ, которые колонизируют наши тела. Большинство бактерий являются синантропными, то есть они не причиняют вреда, а чаще даже приносят пользу организму.
Уже доказано, что синантропные бактерии влияют на такие черты, как вес и поведение. Однако раньше учёные считали, что подобные микроорганизмы приобретаются человеком в течение всей жизни. Новое исследование на модельных организмах показало: происходит это уже при рождении, и бактериальная ДНК может передать потомству от родителей такие специфические черты, как иммунитет и склонность к воспалениям.
Исследователи связали синантропные бактерии у мышей также с восприимчивостью животных к травме кишечника. Грызуны с определённым набором унаследованных бактерий оказались более восприимчивыми к травмам из-за воздействия химических веществ. То есть самки мышей передавали бактерии потомству, делая и своих детей уязвимыми к травмам.
В краткосрочной перспективе эти результаты могут помочь учёным объяснить некоторые странности, возникающие при изучении генетически модифицированных мышей. Так, в некоторых научных работах учёные сталкивались с появлением внезапных и необъяснимых черт у генетически модифицированных особей. Эти черты часто распространялись из одного места обитания подобно микробным инфекциям. Учёные ломали голову, почему так происходит, теперь же этому есть достойное объяснение.
Соавторы исследования, профессор патологии и иммунологии Фаддеус Стаппенбек (Thaddeus Stappenbeck) и профессор Эдвард Маллинкродт (Edward Mallinckrodt), столкнулись с аналогичной проблемой во время изучения воспалительных заболеваний кишечника, таких как болезнь Крона и неспецифический язвенный колит.
Исследователи были удивлены, обнаружив, что примерно половина подопытных мышей имели в кишечниках низкие уровни иммуноглобулинов, IgA– антител, связанных с этими нарушениями. IgA помогают защитить организм от вредоносных захватчиков и часто присутствуют в слизи, выделяемой органом в тех областях, куда эти захватчики вторгаются (в глазах, носу, горле и животе).
Когда учёные поместили мышей с низкими уровнями антител рядом с мышами, имевшими высокие уровни антител, через несколько недель низкие уровни антител наблюдались уже у всех мышей. У потомства матерей, имевших низкий уровень антител, также наблюдались низкие уровни.
В конце концов, учёные поняли, что вину за распространение низких уровней антител следует возложить на бактерию рода Sutterella. Эти и другие микроорганизмы были обнаружены у особей с низкими уровнями IgA, причём бактерии передавались от матерей к потомкам.
Чтобы показать влияние уровней антител на здоровье мышей, учёные кормили грызунов химикатами, разъедающими кишечник подобно воспалительному заболеванию. У грызунов с низким уровнем антител соединения вызвали большие повреждения.
Ведущий автор исследования доктор Герберт Вёрджин IV (Herbert W. Virgin IV) и его коллеги планируют создать расширенную модель наследственности, используя полученные в ходе данного исследования результаты. Это поможет лучше понять, как именно бактериальные и вирусные гены способны повлиять на здоровье человека.
По мнению авторов работы, это открытие означает, что учёные, пытающиеся понять, как гены влияют на здоровье человека, должны принять во внимание ещё один значимый фактор — ДНК микроорганизмов, передаваемых от матери к ребёнку.
"Раньше мы считали, что наше развитие формируют два основных массива факторов, генетические и экологические, – сообщает Вёрджин. – Разумеется, бактерии принято было относить ко второй категории, однако наши результаты показали, что это не совсем так. Нам следует пересмотреть взгляды на вклад других микроорганизмов в генетику и наследственность".
Научная статья группы Вёрджина была опубликована в журнале Nature.
