Les bactéries partagent des gènes entre elles,

même au-delà des limites des tissus Les bactéries du corps humain partagent des gènes entre elles à un taux plus élevé que ce qui est généralement observé dans la nature, et certains de ces gènes semblent voyager - indépendamment de leurs hôtes microbiens - d'une partie du corps à une autre, les chercheurs rapportent dans la revue Scientific Reports.

Les résultats sont le résultat d'une méthode d'exploration de données moléculaires initialement conceptualisée par Kyung Mo Kim, chercheur principal au Korea Polar Research Institute. Gustavo Caetano-Anollés, professeur de sciences des cultures à l'Université de l'Illinois et au Carl R. Woese Institute for Genomic Biology, a développé l'approche avec son ancien étudiant Arshan Nasir, de l'Université COMSATS d'Islamabad, Pakistan, qui est actuellement Distinguished Fellow au Laboratoire national de Los Alamos au Nouveau-Mexique.

Cette méthode difficile en termes de calcul leur a permis d'identifier des cas de « transfert horizontal de gènes, " le transfert direct de gènes entre organismes en dehors de la reproduction sexuée ou asexuée.

"Le transfert horizontal de gènes est une force majeure d'échange d'informations génétiques sur Terre, » a déclaré Caetano-Anollés. « Ces échanges permettent aux micro-organismes de s'adapter et de prospérer, mais ils sont probablement aussi importants pour la santé humaine. Il y a des bactéries qui ne peuvent pas vivre en dehors de notre corps et d'autres sans lesquelles nous ne pouvons pas vivre."

"Une meilleure compréhension de ce phénomène aura également une valeur significative pour la santé publique, depuis que l'émergence d'agents pathogènes multirésistants résultant de la propagation horizontale de gènes résistants aux antibiotiques est devenue une préoccupation mondiale, " a déclaré Nasir.

Pour la nouvelle analyse, les scientifiques ont utilisé des informations génomiques pour construire des dizaines de milliers d'"arbres généalogiques" de bactéries qui colonisent le corps humain. Réconcilier ceux avec des arbres de gènes microbiens a permis à l'équipe de déterminer quels gènes avaient été hérités et lesquels étaient le résultat d'un transfert horizontal de gènes.

"La plupart des méthodes actuelles pour déterminer le transfert horizontal de gènes comparent les caractéristiques de l'ADN ou la similarité statistique entre les génomes pour identifier les gènes étrangers, " a déclaré Nasir. " Cela fonctionne assez bien pour les transferts de gènes relativement récents, mais échoue souvent à identifier les événements de transfert qui se sont produits il y a des millions ou des milliards d'années."

L'approche plus laborieuse a permis à l'équipe de surmonter cet obstacle, il a dit.

"Nous avons étudié les micro-organismes associés à l'homme, puisqu'ils sont connus pour être des acteurs clés dans le maintien de la santé humaine et du métabolisme, " a déclaré Nasir. " Nous avons calculé les taux et la direction du transfert de gènes - qui a transféré quoi à qui - pendant plus de 1, 000 génomes bactériens de référence échantillonnés par le National Institutes of Health Human Microbiome Project."

La bactérie avait été prélevée sur six sites du corps humain :l'intestin, peau, cavité buccale, du sang, tractus urogénital et voies respiratoires.

Les chercheurs ont trouvé des preuves à l'appui de découvertes antérieures selon lesquelles les bactéries associées à l'homme sont assez proches de leurs gènes, dit Caetano-Anollés.

"L'échange horizontal entre les microbes de notre corps est environ 30% plus élevé que ce que vous trouverez sur le reste de la planète, ", a-t-il déclaré. "Cela implique que notre corps offre un créneau unique et facilite l'innovation au niveau microbien."

Environ 40 pour cent des échanges de gènes se sont produits parmi des bactéries vivant dans les mêmes sites corporels. Les 60 % restants concernaient le partage de gènes entre des bactéries dans différents tissus, par exemple entre les organismes dans l'intestin et dans le sang.

Dans tous les cas, le transfert de gènes était plus fréquent chez les organismes étroitement apparentés, indépendamment du fait qu'ils occupent des tissus corporels identiques ou différents. En réalité, les chercheurs rapportent, le partage de gènes entre les organismes dans différents sites corporels s'est produit à un taux plus élevé que le partage de gènes entre des bactéries apparentées vivant sur les mêmes sites.

"Certains d'entre eux pourraient être des événements de transfert de gènes très anciens qui se sont produits avant que les microbes ne colonisent le corps humain, " a déclaré Nasir. " Il se peut également que certaines bactéries colonisent différents sites du corps humain à différents moments de la vie d'un individu. Les autres pourraient être le résultat du transfert d'ADN bactérien d'un site à un autre, peut-être par le sang. Nous avons besoin de preuves expérimentales supplémentaires pour tester cette possibilité alléchante. »

Les chercheurs disent que d'autres scientifiques peuvent utiliser l'outil qu'ils ont développé pour ce travail, HGTree, pour prédire avec plus de précision quels gènes ont été hérités « verticalement, " par le processus de reproduction, et qui ont été prélevés sur d'autres microbes par transfert horizontal de gènes. Cela conduira à une meilleure compréhension de l'évolution microbienne - et humaine -, les chercheurs ont dit.

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