A kutatók felfedezték a bakteriális szex kulcsfontosságú szerepét az emlősök mikrobiómájának fejlődésében

Egy úttörő tanulmányban, amelyet most publikáltak a Proceedings of the National Academy of Science - USA -ban, Isabel Gordo vezette kutatócsoport, az Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) (Portugália), együttműködve Michael Lässig kutatóval, a kölni egyetemről (Németország), egészséges egereket használt a bél valós idejű kolonizációjának tanulmányozására, és felfedezte a bakteriális szex kulcsfontosságú szerepét az emlős mikrobióma fejlődésében. Ez a felfedezés paradigmaváltást jelent, és megnyitja a lehetőséget a fágokra irányuló terápiák tervezésére, amelyek képesek kezelni a fertőzés és az antibiotikum-használat következményeit, valamint antibiotikum-rezisztens baktériumok.

A legtöbb, amit a bél bakteriális kolonizációjáról tudunk, a patogén baktériumokkal végzett vizsgálatokból származik, nagyon mesterséges laboratóriumi modellekben vagy betegségkörnyezetben. Standard kísérleti modellek, amelyek a patogén baktériumokkal való fertőzésekre és a folyamatos antibiotikum -kezelésre összpontosítanak, nem észleltek fágvezérelt vízszintes génátvitelt (HGT), és azt sugallják, hogy a bélben kolonizáló baktériumok főként mutációk halmozódásával fejlődnek ki. Egy meglepő megállapítás szerint az IGC kutatói munkája most azt mutatja, hogy a HGT, nem mutációk, az első evolúciós mechanizmus, amely a baktériumok evolúciójának ütemét és eredményét vezeti egészséges bélben.

Escherichia coli az emberi bél gyakori gyarmatosítója, valamint potenciális kórokozója. A kolonizáció kimenetelét nagymértékben befolyásolják ennek az opportunista baktériumnak a különböző sebességei és fejlődési módjai. E. coli mutációkon keresztül fejlődhet, amelyeket a leánysejtek örökölnek, vagy rekombinációs folyamat révén, azaz bakteriális szex, amelyben genetikai anyagot osztanak meg a nem rokon egyedek között. Az egérben és az emberi bélben, ez a genetikai anyag átvitel mérsékelt bakteriofágokat (fágokat) tartalmaz, vírusok, amelyek megfertőzik a baktériumokat, és bekerülnek a bakteriális kromoszómába, mint profágok, a lizogénia nevű folyamat. A prófágák később kiszabadíthatják magukat (és genetikai információikat) a bakteriális DNS -ből, és megfertőzhetnek más baktériumokat a bél mikrobiómájában.

Nelson Frazão, posztdoktori kutató Isabel Gordo laborjában és a tanulmány ifjabb szerzője, mondja:"a gyakran önző részecskéknek minősített fágok felfedik önzetlen oldalukat a bélben, anyagcsere -előnyt biztosítva baktérium gazdaszervezetüknek, hogy meghódítsák és megtelepedjenek a bélben. "Az átvitt fág genetikai anyag lehetővé teszi a baktériumok számára, hogy hozzáférjenek a bélben lévő specifikus szénforrásokhoz, amely fitnesz előnyt biztosít a fágokat hordozó (lizogén) betolakodó baktériumoknak.

Azt találtuk, hogy a klasszikus evolúciós modell nem alkalmazható, és valójában a vízszintes géntranszfer nagymértékben felülírja az evolúció hozzájárulását a mutációk felhalmozódásával egy egészséges egér bélrendszerében. "

Isabel Gordo, nyomozó

"Ezzel a munkával, most már jobban megértjük, hogyan működik az evolúció normális körülmények között, egészséges házigazdák ", mondja Nelson Frazão, a kiadvány ifjabb szerzője.

• Emlékeztetők és szöveges utasítások küldése növeli a vastagbéltükrözések számát
• A kutatócsoport mikrobioma-alapú indexet dolgoz ki a bőr egészségének felmérésére