Нашите чревни бактерии се нуждаят от витамин В12 точно толкова, колкото и ние. Въпреки че ДНК обикновено се предава от родител на дете, новите изследвания показват, че чревните бактерии прехвърлят гени чрез "секс", за да приемат своите витамини.
Без витамин В12 повечето видове живи клетки не могат да функционират. В резултат на това в природата има силна конкуренция за него. Ново проучване на Калифорнийския университет, Ривърсайд (UCR), показва, че полезните чревни микроби споделят способността да придобиват този ценен ресурс един от друг чрез процес, наречен бактериален секс.
„Процесът включва една клетка, образуваща тръба, през която ДНК може да премине към друга клетка“, обяснява микробиологът на UCR и ръководител на изследването Патрик Дегнан (Patrick Degnan). "Сякаш двама души са правили секс и сега и двамата имат червена коса."
Учените знаят за този процес от десетилетия и способността му да прехвърля това, което е известно като "прескачащи гени" между организмите. Досега по-голямата част от изследваните примери са били отговорни за подпомагането на бактериалните клетки да останат живи, когато хората приемат антибиотици.
"Ние сме въодушевени от това проучване, защото показва, че този процес не е само за антибиотична резистентност. Хоризонталната обмяна на гени между микробите вероятно се използва за всичко, което увеличава способността им да оцелеят, включително споделянето на витамин В12", коментира Дегнан.
Резултатите от изследването са публикувани в списание Cell Reports.
Преди това Дегнан работи по проект, в който той и колегите му идентифицират важен транспортер, отговорен за попадането на B12 в чревните микробни клетки. Съвсем наскоро той изучава прескачащите гени, опитвайки се да идентифицира какъв вид информация предават. Бързо Дегнан разпознава транспортерите на витамин В12.
За да демонстрират какво подозират, Дегнан и неговият екип смесват бактерии, които могат да транспортират B12, с някои, които не могат. Това, да са заедно в лабораторен съд дава възможност на бактериите да образуват тръба, наречена секспила, която улеснява трансфера. След това те идентифицират, че бактериите, които преди това не могат да транспортират B12, са все още живи и са придобили гените със способността да транспортират B12.
Схема на бактериална конюгация. 1- Донорна клетка произвежда секспила (pilus). 2- Секспилата се прикрепя към клетката реципиент и сближава двете клетки. 3- Мобилният плазмид се изрязва и след това единична верига от ДНК се прехвърля в клетката реципиент. 4- И двете клетки рециркулират своите плазмиди, синтезират вторични вериги и възпроизвеждат секспили; и двете клетки вече са жизнеспособни донори. Кредит: Wikimedia Commons
Те правят втори експеримент, изследвайки целия геном на бактериите.
"В даден организъм можем да видим участъци от ДНК, които са като пръстови отпечатъци. Получателите на B12 транспортерите имат допълнителен участък с новата ДНК, която са получили от донор", разказа Дегнан.
Експериментът е успешен не само в епруветки, но и в мишки.
Видът полезни чревни бактерии, използвани в изследването, са Bacteroides, които се намират в дебелите черва на повечето хора. Една от най-важните им ползи за хората е разграждането на сложните въглехидрати за получаване на енергия.
„Големите, дълги молекули от сладки картофи, боб, пълнозърнести храни и зеленчуци биха преминали без последствия през телата ни без тези бактерии. Те ги разграждат, за да можем да получим енергия от тях“, обяснява Дегнан.
Bacteroides, заедно с други бактерии, дават на червата ни и бариерен слой, който може да помогне за ограничаване на нахлуването на патогени. Например предишни изследвания, водени от съавторът Ансел Хсиао (Ansel Hsiao), също от UCR, показват, че някои хора имат общности от микроби в червата си, които ги правят по-устойчиви на холера.
Познанието как да поддържаме тези бактерии здрави може също да помогне на хората, като се имат предвид важните ползи, които имат.
„Няма един начин да имаме здрав микробиом, но като цяло наличието на разнообразна общност от анаеробни бактерии е нещо здравословно и може да има благоприятен ефект“, коментира Дегнан.
Справка: Katie A. Frye et al, Mobilization of vitamin B12 transporters alters competitive dynamics in a human gut microbe, Cell Reports (2021). DOI: 10.1016/j.celrep.2021.110164
Източник: Human gut bacteria have sex to share vitamin B12, University of California - Riverside
Още по темата
Медицина
Столетниците имат различен микробиом, който може би и им помага за дълголетието
Животът
Изкуствените подсладители превръщат чревните бактерии в патогенни
Медицина
Еволюцията на бактериите в микробиома на човешките черва
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари