Mokslininkai atskleidžia žarnyno bakterijų ir šeimininko ryšį tarp rūšių

Žarnyne esančios bakterijos daro daug daugiau nei padeda virškinti maistą šeimininkų skrandžiuose, jie taip pat gali pasakyti savo žinduolių šeimininkų genams, ką daryti.

Šiandien paskelbtas tyrimas Ląstelė apibūdina „skirtingų rūšių bendravimo“ formą, kai bakterijos išskiria tam tikrą molekulę-azoto oksidą-, kuri leidžia jiems bendrauti su šeimininko DNR ir ją valdyti, ir teigia, kad jųdviejų pokalbis gali turėti didelės įtakos žmonių sveikatai.

Case Western Reserve universiteto medicinos mokyklos tyrėjai, Universiteto ligoninių Klivlando medicinos centras, ir Harvardo medicinos mokykla stebėjo azoto oksidą, kurį išskiria žarnyno bakterijos mažų kirminų viduje (C. elegans, įprastas žinduolių laboratorinis modelis). Azoto oksidas, kurį išskiria žarnyno bakterijos, prisijungusios prie tūkstančių baltymų šeimininkų, visiškai pakeisdamas kirmino gebėjimą reguliuoti savo genų ekspresiją.

Tyrimas yra pirmasis, kuris parodė, kad žarnyno bakterijos gali patekti į žinduolių visur esančius azoto oksido tinklus, įskaitant žmones. Azoto oksidas prisiriša prie žmogaus baltymų kruopščiai reguliuojamu būdu-procesas, žinomas kaip S-nitrozilinimas-, o sutrikimai yra plačiai susiję su tokiomis ligomis kaip Alzheimerio liga, Parkinsono liga, astma, diabetas, širdies liga, ir vėžys.

Išvados rodo, kad azoto oksidas yra bendras mechanizmas, kuriuo žarnyno bakterijos gali bendrauti su žinduolių šeimininkais. Ankstesnis darbas, skirtas atskleisti ryšių linijas į ir iš žarnyno bakterijų, pirmiausia buvo skirtas retoms molekulėms, kurias išskiria bakterijos. Naujos išvados yra panašios į įvairioms rūšims būdingos cheminės kalbos atskleidimą, priešingai nei pavieniai žodžiai, sakė vyresnysis autorius Jonathanas Stamleris, MD, Case Western Reserve universiteto medicinos mokyklos Transformuojančios molekulinės medicinos instituto direktorius ir Harvardono atradimų instituto Klivlando universiteto medicinos ligoninėje prezidentas. „Žarnyne yra didžiulis sudėtingumas, ir daugelis tyrinėtojų laukia kitos neįprastos medžiagos, kurią gamina bakterija, kuri gali turėti įtakos žmonių sveikatai, "Vidutiniškai žarnyne yra trilijonai bakterijų, Stamleris nusprendė ieškoti bendros kalbos, kurią galėtų naudoti visos bakterijų rūšys. „Didžiulė žarnyno bakterijų populiacija ir jos santykis su šeimininku prognozuoja, kad bus bendrų bendravimo būdų, kuriuos mes, žmonės, galime atpažinti“.

Mokslininkai pademonstravo šį reiškinį, maitindami besivystančias kirminas bakterijomis, gaminančiomis azoto oksidą. Tada jie pasirinko vieną labai svarbų baltymą-argonauto baltymą, arba ALG-1-kuris yra labai konservuotas nuo kirminų žmonėms ir nutildo nereikalingus genus, įskaitant vystymuisi svarbius genus. Kai azoto oksidas išsiskiria prie ALG-1 prijungtų bakterijų, jie sukūrė netinkamai susiformavusius reprodukcinius organus ir mirė. Per daug azoto oksido iš bakterijų liepė kirminų DNR nutildyti baltymus ir sutrikdė sveiką vystymąsi.

„Praktiškai, Gyvūnai to neleis, - pasakė Stamleris. autoriai spėja, kad žinduolių šeimininkas ne laboratorinėje aplinkoje prisitaiko prie besikeičiančio azoto oksido kiekio. Pasakė Stamleris, „Kirminas galės nustoti valgyti bakterijas, kurios gamina azoto oksidą, arba pradės valgyti įvairias bakterijas, kurios gamina mažiau azoto oksido, arba pakeisti aplinką, ar begalę kitų pritaikymų. Bet tuo pačiu per daug azoto oksido, kurį gamina mūsų mikrobiomas, gali sukelti vaisiaus ligas ar vystymosi problemas “.

Tyrimas papildo vis daugiau įrodymų, kad žarnyne gyvenančios bakterijos, lemia mityba ir aplinka, turi didžiulę įtaką žinduolių sveikatai. Stamleris mano, kad azoto oksidas gali būti galimybė manipuliuoti šiuo simbiotiniu ryšiu. Kaip ir probiotikai yra skirti pagerinti virškinimą, galima įsodinti žmogaus žarnyną bakterijomis, kad pagerėtų azoto oksido signalizacija. „Dabar galvoju apie tai terapiškai, kaip narkotikas. Yra didžiulės galimybės manipuliuoti azoto oksidu, kad pagerėtų žmonių sveikata “.

Nors azoto oksidas ir S-nitrozilinimas gali būti bendras bendravimo tarp rūšių būdas, turintis platų poveikį sveikatai, ateityje reikės papildomų tyrimų. Ar azoto oksidas bus vienintelis cheminio ryšio kanalas? „Iš esmės matome naują lauką, skirtą bendroms komunikacijos strategijoms, - sako Stamleris. - Bus ir kitų.

• ICHE apžvalgos apie chirurgines infekcijas,
• AGA paskelbė 10 ankstyvosios karjeros gydytojų mokslininkų naujai FORWARD programai