Мікроби "рулять" генами людини

Бактерії в кишечнику пригнічують функцію ферментів, відповідальних за зберігання ДНК.

Людям давно відомо, що травні мікроби мають прямий вплив на метаболічні процеси, імунний захист та опосередкований вплив на активність мозку. Ймовірно, вони вносять власні корективи в структури генів: з якоїсь причини одні гени активуються, а інші блокуються. Як це роблять бактерії?

Експерти з Університету Бабрагама (Велика Британія) стверджують, що травні мікроорганізми змінюють активність генів за допомогою коротких жирних кислот, таких як масляна кислота. Ці кислоти пригнічують дію специфічних ферментів, таких як гістондеацителази, які контролюють гени людини.

Кислоти взаємодіють з іншими білковими структурами, які називаються гістонами. Останні діють як «зберігачі» ДНК. Взаємодія гістонів з ДНК є постійною, але в деяких випадках вони «упаковують» ДНК занадто щільно або, навпаки, занадто слабко. Це ускладнює зчитування генетичної інформації певним молекулярним апаратом.

Сила, з якою гістони «упаковують» ДНК, залежить від хімічних модифікацій. Кожна клітинна структура має ряд ферментів, які мітять гістони певними маркерами, що змушує їх «упаковувати» ДНК з різним ступенем щільності.

Серед цих ферментів є вже знайомі нам гістондеацителази. Їхня робота полягає у видаленні маркерів з гістонів. Однак їхня функціональність також залежить від багатьох факторів, таких як молекулярні структури, що вимикають ці ферменти. Дослідження показали, що кишкові мікроби можуть використовувати жирні кислоти для вимкнення одного типу гістондеацителази. В результаті гістони продовжують залишатися «міченими». Зв'язок між «міченими» гістонами та ДНК відрізняється від зв'язку між нормальними гістонами – вони по-різному впливають на активність генів.

До чого це може призвести? Попередні дослідження показали, що висока активність ферменту підвищує ризик розвитку злоякісної пухлини товстої кишки: фермент настільки впливає на активність генів в епітеліальних структурах кишечника, що останні трансформуються та стають злоякісними. Нові експерименти на гризунах показали, що якщо мишей «очищати» від кишкових бактерій, у них спостерігається помітне підвищення активності того ж ферменту. З цього можна зробити висновок, що кишкові мікроби захищають людину від злоякісних процесів у товстій кишці. Хоча це твердження ще потребує підтвердження іншими дослідженнями.

На завершення слід сказати, що мікроби синтезують набагато більше важливих коротких жирних кислот, якщо людина вживає більше рослинної їжі (переважно фруктів та овочів). Іншими словами, для якісної роботи мікроорганізмів у травній системі їх потрібно регулярно постачати рослинними продуктами. Це твердження може бути додатковим вагомим аргументом: необхідно харчуватися здоровою їжею з достатнім споживанням фруктів та овочів.

Дослідження детально описано в журналі Nature Communications.