I batteri condividono i geni tra loro,

anche oltre i confini dei tessuti I batteri nel corpo umano condividono i geni l'uno con l'altro a un ritmo più elevato di quanto si veda tipicamente in natura, e alcuni di questi geni sembrano viaggiare, indipendentemente dai loro ospiti microbici, da una parte all'altra del corpo, i ricercatori riferiscono sulla rivista Scientific Reports.

I risultati sono il risultato di un metodo di estrazione di dati molecolari inizialmente concettualizzato da Kyung Mo Kim, un ricercatore senior presso il Korea Polar Research Institute. L'Università dell'Illinois di scienze delle colture e il professore del Carl R. Woese Institute for Genomic Biology Gustavo Caetano-Anollés hanno sviluppato l'approccio con il suo ex studente Arshan Nasir, dell'Università COMSATS di Islamabad, Pakistan, che è attualmente Distinguished Fellow presso il Los Alamos National Laboratory nel New Mexico.

Questo metodo computazionalmente impegnativo ha permesso loro di identificare i casi di "trasferimento genico orizzontale, "il trasferimento diretto di geni tra organismi al di fuori della riproduzione sessuata o asessuata.

"Il trasferimento genico orizzontale è una forza importante di scambio di informazioni genetiche sulla Terra, " Caetano-Anollés ha detto. "Questi scambi consentono ai microrganismi di adattarsi e prosperare, ma probabilmente sono importanti anche per la salute umana. Ci sono alcuni batteri che non possono vivere al di fuori del nostro corpo e altri senza i quali non possiamo vivere".

"Una migliore comprensione di questo fenomeno avrà anche un valore significativo per la salute pubblica, poiché l'emergere di agenti patogeni multiresistenti a seguito della diffusione orizzontale di geni resistenti agli antibiotici è diventata una preoccupazione globale, " ha detto Nasir.

Per la nuova analisi, gli scienziati hanno utilizzato le informazioni genomiche per costruire decine di migliaia di "alberi genealogici" di batteri che colonizzano il corpo umano. Riconciliare quelli con alberi di geni microbici ha permesso al team di scoprire quali geni erano stati ereditati e quali erano il risultato del trasferimento genico orizzontale.

"La maggior parte dei metodi attuali per determinare il trasferimento genico orizzontale confronta le caratteristiche del DNA o la somiglianza statistica tra i genomi per identificare i geni estranei, " Nasir ha detto. "Questo funziona abbastanza bene per i trasferimenti di geni relativamente recenti, ma spesso non riesce a identificare eventi di trasferimento avvenuti milioni o miliardi di anni fa."

L'approccio più laborioso ha permesso al team di superare questa barriera, Egli ha detto.

"Abbiamo studiato i microrganismi associati all'uomo, poiché sono noti per essere attori chiave nel mantenimento della salute umana e del metabolismo, " Ha detto Nasir. "Abbiamo calcolato i tassi di trasferimento genico e la direzione - chi ha trasferito cosa a chi - per più di 1, 000 genomi batterici di riferimento campionati dal National Institutes of Health Human Microbiome Project."

I batteri erano stati campionati da sei siti del corpo umano:l'intestino, pelle, cavità orale, sangue, tratto urogenitale e vie aeree.

I ricercatori hanno trovato prove a sostegno di scoperte precedenti secondo cui i batteri associati all'uomo sono piuttosto promiscui con i loro geni, disse Caetano-Anollés.

"Lo scambio orizzontale tra i microbi nel nostro corpo è di circa il 30 percento superiore a quello che troverai nel resto del pianeta, " ha detto. "Ciò implica che i nostri corpi forniscono una nicchia che è unica e facilita l'innovazione a livello di microbi".

Circa il 40% dello scambio genico si è verificato tra batteri che vivono negli stessi siti corporei. L'altro 60 percento riguardava la condivisione di geni tra batteri in diversi tessuti, per esempio tra organismi nell'intestino e nel sangue.

In tutti i casi, il trasferimento genico era più comune tra organismi strettamente correlati, indipendentemente dal fatto che occupassero gli stessi o diversi tessuti corporei. Infatti, riferiscono i ricercatori, la condivisione genica tra organismi in diversi siti corporei si è verificata a un tasso più elevato rispetto alla condivisione genica tra batteri lontanamente imparentati che vivono negli stessi siti.

"Alcuni di questi potrebbero essere eventi di trasferimento genico molto antichi avvenuti prima che i microbi colonizzassero il corpo umano, " Ha detto Nasir. "Potrebbe anche essere che alcuni batteri colonizzino diversi siti del corpo umano in diversi momenti della vita di un individuo. Gli altri potrebbero essere il risultato del trasferimento di DNA batterico da un sito all'altro, forse attraverso il sangue. Abbiamo bisogno di ulteriori prove sperimentali per testare questa allettante possibilità".

I ricercatori affermano che altri scienziati possono utilizzare lo strumento che hanno sviluppato per questo lavoro, HGTree, prevedere in modo più accurato quali geni sono stati ereditati "verticalmente, "attraverso il processo di riproduzione, e che sono stati raccolti da altri microbi attraverso il trasferimento genico orizzontale. Ciò porterà a una migliore comprensione dell'evoluzione microbica e umana, hanno detto i ricercatori.

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