Кишечные бактерии манипулируют клетками хозяина и влияют на его гены

07.12.2021 3549

Исследование выявило целый «химический язык», который позволяет симбиотических микроорганизмам общаться с клетками животного-хозяина. Эксперименты ставились на червях, но нет никаких оснований считать, что в организме людей они работают как-то иначе. Ученые надеются, что открытие станет основой для новых методов терапии таких заболеваний, как диабет, рак и болезнь Альцгеймера.

Бактерии, населяющие человеческий кишечник, помогают нам переваривать пищу, однако новые исследования демонстрируют, что их влияние простирается намного шире. Как сообщает Science Daily, симбиотические микроорганизмы даже способны влиять на работу хозяйских генов.
Новую форму межвидового общения описала команда американских исследователей из Университета Кейс Вестерн резерв, Кливлендского университета и Гарвардской медицинской школы. Ученые отслеживали оксид азота, который выделяют бактерии из кишечника червей Caenorhabditis elegans.

Биологам давно известно, что оксид азота участвует в процессах внутриклеточной регуляции. Прикрепляясь к белкам, молекула модифицирует белки и меняет их активность; этот процесс известен как S-нитрозилирование. По некоторым данным, его нарушения могут быть связаны с такими опасными болезнями, как диабет, рак и болезнь Альцгеймера.

Исследование показало, что бактерии активно используют оксид азота, чтобы влиять на работу клеток хозяина.
Выделяемые ими молекулы прикрепляются к тысячам белков, значительно модифицируя их работу. Среди них такие важные белки, как ALG-1 — регулятор работы генов, отвечающих за развитие организма. В эксперименте избыточное количество бактериального оксида азота приводило к нарушению работы белка, неправильному формированию половых органов и гибели червей. Впрочем, в естественных условиях такого не происходит, поскольку организм хозяина чутко реагирует на поведение симбионтов.

В предыдущих исследованиях было обнаружено, что микроорганизмы используют отдельные редкие молекулы для общения с клетками животных, в организмах которых живут. Однако новое открытие сродни обнаружению целого межвидового языка, который могут использовать любые виды симбиотических бактерий.

Авторы работы полагают, что оксид азота может стать ключом для манипулирования этими симбиотическими отношениями. Возможно, в будущем удастся создать препараты, которые улучшат передачу сигналов от бактерий к хозяину. Кроме того, ученые рассчитывают обнаружить и другие каналы связи между ними.

Согласно новым исследованиям, кишечные бактерии могут напрямую влиять на психику и поведение человека. Различные виды микроорганизмов могут вызывать аутизм или, напротив, защищать от эпилепсии. А некоторые бактерии, возможно, даже проникают из кишечника в мозг.

Источник : ( Ссылка )