Наши гены формируют микробиом кишечника

Исследование Университета Нотр-Дам обнаружило сильное влияние генетического компонента на микробиом кишечника, - пишет eurekalert.org со ссылкой на Science.

Большинство исследований показывают, что на микробиом кишечника - постоянно меняющийся «тропический лес» бактерий, живущих в нашем кишечнике, в первую очередь влияет наш образ жизни, в том числе то, что мы едим или какие принимаем лекарства. Но исследование Университета Нотр-Дам обнаружило гораздо большее влияние генетики на кишечные бактерии, чем это было когда-то известно.

Ученые выяснили, что большинство бактерий в микробиоме кишечника являются наследственными, после изучения более чем 16000 профилей микробиома кишечника, собранных за 14 лет у давно изучаемой популяции павианов в национальном парке Амбосели в Кении. Однако эта наследственность меняется со временем, в зависимости от сезона и возраста. Команда также обнаружила, что некоторые черты микробиома, передающиеся по наследству у павианов, также передаются по наследству и людям.

«Окружающая среда играет более важную роль в формировании микробиома, чем ваши гены, но то новое исследование подводит нас к идее о том, что гены играют существенную, но не главную роль», - сказала Элизабет Арчи, профессор кафедры биологических наук и главный исследователь исследования, которая также связана с Институтом глобального здравоохранения и Инициативы по изменению окружающей среды Экка.

Микробиом кишечника выполняет несколько функций. Помимо помощи в переваривании пищи, он вырабатывает необходимые витамины и помогает тренировать иммунную систему. Это новое исследование является первым, показывающим определенную связь с наследственностью.

Предыдущие исследования микробиома кишечника у людей показали, что только от 5 до 13 процентов микробов передаются по наследству, но Арчи и исследовательская группа предположили, что такое низкое число является результатом «моментального» подхода к изучению микробиома кишечника: все предыдущие исследования измеряли микробиомы только в один момент времени.

В своем исследовании исследователи использовали образцы фекалий 585 диких бабуинов амбосели, как правило, более 20 образцов каждого животного. Профили микробиома из образцов показали различия в рационе павианов во влажные и сухие сезоны. Собранные образцы позволяли получить подробную информацию о хозяине, включая известных потомков, данные об условиях окружающей среды, социальном поведении, демографии и диете на уровне группы на момент сбора материала.

Исследовательская группа обнаружила, что 97 процентов характеристик микробиома, включая общее разнообразие и численность отдельных микробов, в значительной степени передаются по наследству. Однако процент наследственности оказывается намного ниже - всего до 5 процентов - когда образцы тестируются только в один момент времени, как это делается на людях. Это подчеркивает важность изучения образцов от одного и того же хозяина с течением времени.

Команда нашла доказательства того, что факторы окружающей среды влияют на наследуемость признаков в микробиоме кишечника. Наследуемость микробиома обычно была на 48 процентов выше в сухой сезон, чем во влажный, что может быть объяснено более разнообразным рационом павианов в сезон дождей. Согласно исследованию, влияние наследственности также увеличивается с возрастом.

Поскольку исследование также показало значительное влияние окружающей среды на микробиом кишечника павианов, их результаты согласуются с предыдущими исследованиями, показывающими, что влияние окружающей среды на вариации микробиома кишечника играет большую роль, чем аддитивные генетические эффекты. В сочетании с открытием генетического компонента команда планирует уточнить свое понимание задействованных факторов окружающей среды.

Но знание того, что гены в микробиоме кишечника передаются по наследству, рождает интерес к идентификации микробов, сформированных генетикой. В будущем методы лечения могут быть адаптированы для людей на основе генетического состава микробиома их кишечника.

Проект Amboseli Baboon, начатый в 1971 году, является одним из самых продолжительных исследований диких приматов в мире. Проект посвящен павианам саванны и расположен в экосистеме Амбосели в Восточной Африке, к северу от горы Килиманджаро. Исследовательские группы отслеживали сотни бабуинов в нескольких социальных группах на протяжении всей их жизни. В настоящее время исследователи наблюдают около 300 животных, но накопили информацию об истории жизни более чем 1500 животных.

[Фото: eurekalert.org]