Бактерии нон-стоп занимаются «сексом» внутри нашего кишечника — и это очень хорошие новости
У этого разврата есть практическая цель – так микробы обмениваются секретами о том, как выжить после смертельных доз антибиотиков.
Группа исследователей из Университета Иллинойса в Урбана-Шампейн и Калифорнийского университета в Риверсайде обнаружила, что на самом деле процесс совокупления и скрещивания микроорганизмов выходят за рамки того, что мы знали ранее.
Как это устроено
Бактерии, конечно, не имеют гениталий, но технически «секс» в биологии относится к любому процессу обмена генетическим материалом. Таким образом, формируя «временный союз» с другой бактерией в нашем кишечнике, микроб может передавать свои гены другой — при этом у них могут быть совершенно разные виды. Все, что нужно сделать микробу, — это высунуть трубку, называемую пилусом, и прикрепиться к другой клетке, выпустив переносимый пакет ДНК, называемый мобильным генетическим элементом, когда он будет готов.
Открытие бактериального «секса» было сделано более 70 лет назад, когда ученые поняли, что секрет горизонтального переноса генов в том, что микробы обмениваются генами устойчивости к определенным антибиотикам, тем самым распространяя ее между видами.
Совсем недавно стало ясно, что бактериальный секс происходит постоянно, и, вероятно, именно благодаря этому процессу наш микробиом поддерживает себя в форме и сохраняет здоровье. Новое исследование проводилось среди кишечных микробов, называемых Bacteroidetes, которые составляют до 80% микробиома человека и помогают переваривать пищу.
Однако, чтобы колонизировать кишечник человека и помочь нам расщеплять углеводы, эти микробы должны конкурировать за ограниченные ресурсы в толстой кишке. Такие ресурсы включают витамин B12 и другие родственные соединения, которые способствуют метаболизму бактерий и синтезу белков.
Большинство микробов в кишечнике не способны самостоятельно синтезировать эти важнейшие соединения, а это означает, что им приходится впитывать их из окружающей среды. А чтобы это было эффективно, нужно иметь наготове гены транспортировки витамина B12.
Когда два кишечных микроба поместили на чашку в лаборатории, исследователи обратили внимание на странный союз. Бактерия, которая не могла синтезировать «транспортные системы» B12, вступила в связь с бактерией, которая обладала такими качествами. После эксперимента исследователи изучили геном принимающей бактерии (которая была жива и невредима) и обнаружили, что она включила в свой состав дополнительную цепочку ДНК от донора.
Почему это важно? В будущем подбор «правильных» генов может позволить медикам формировать устойчивые микробиомы, которые избавят человечество от множества проблем – например, помогут усваивать лактозу тем, кто не может делать это самостоятельно.