Бактерии разделяют гены друг с другом,

даже через границы тканей Бактерии в организме человека передают друг другу гены с большей скоростью, чем это обычно наблюдается в природе. и некоторые из этих генов, кажется, путешествуют - независимо от своих микробных хозяев - из одной части тела в другую, Об этом сообщают исследователи в журнале Scientific Reports.

Результаты являются результатом молекулярного метода интеллектуального анализа данных, первоначально концептуализированного Кьюнг Мо Ким, старший научный сотрудник Корейского института полярных исследований. Профессор Университета сельскохозяйственных наук Иллинойса и Институт геномной биологии Карла Р. Вёза Густаво Каэтано-Аноллес разработали этот подход вместе со своим бывшим учеником Аршаном Насиром, Университета COMSATS Исламабад, Пакистан, который в настоящее время является почетным научным сотрудником Лос-Аламосской национальной лаборатории в Нью-Мексико.

Этот сложный в вычислительном отношении метод позволил им идентифицировать случаи «горизонтального переноса генов, «прямой перенос генов между организмами вне полового или бесполого размножения.

"Горизонтальный перенос генов - основная сила обмена генетической информацией на Земле, - сказал Каэтано-Аноллес. - Эти обмены позволяют микроорганизмам адаптироваться и развиваться, но они, вероятно, также важны для здоровья человека. Есть некоторые бактерии, которые не могут жить вне нашего тела, а некоторые без которых мы не можем жить ».

"Лучшее понимание этого явления также будет иметь большое значение для общественного здравоохранения, поскольку появление патогенов с множественной лекарственной устойчивостью в результате горизонтального распространения генов устойчивости к антибиотикам стало глобальной проблемой, "Сказал Насир.

Для нового анализа ученые использовали геномную информацию, чтобы построить десятки тысяч «родословных» бактерий, колонизирующих человеческое тело. Сопоставление этих данных с деревьями микробных генов позволило команде определить, какие гены унаследованы, а какие являются результатом горизонтального переноса генов.

"Большинство современных методов определения горизонтального переноса генов сравнивают особенности ДНК или статистическое сходство между геномами для идентификации чужеродных генов, - сказал Насир. - Это довольно хорошо работает для сравнительно недавних переносов генов, но часто не удается идентифицировать события переноса, которые произошли миллионы или миллиарды лет назад ».

Более трудоемкий подход позволил команде преодолеть этот барьер, он сказал.

«Мы изучали связанные с человеком микроорганизмы, поскольку они известны как ключевые игроки в поддержании здоровья и обмена веществ человека, - сказал Насир. - Мы рассчитали скорость передачи генов и направление - кто что кому передал - более чем для 1 000 эталонных бактериальных геномов, отобранных в рамках проекта Национального института здоровья по микробиому человека ».

Бактерии были взяты из шести участков тела человека:кишечника, кожа, ротовая полость, кровь, мочеполовые пути и дыхательные пути.

Исследователи нашли доказательства, подтверждающие более ранние выводы о том, что бактерии, ассоциированные с человеком, довольно беспорядочно связаны со своими генами. - сказал Каэтано-Аноллес.

"Горизонтальный обмен между микробами в наших телах примерно на 30 процентов выше, чем в остальной части планеты, "Это означает, что наши тела представляют собой уникальную нишу, которая способствует инновациям на уровне микробов", - сказал он.

Около 40 процентов обмена генами произошло среди бактерий, живущих на одних и тех же участках тела. Остальные 60 процентов связаны с совместным использованием генов бактериями в разных тканях. например, между организмами в кишечнике и в крови.

В любом случае, перенос генов был наиболее распространен среди близкородственных организмов, независимо от того, занимали ли они одни и те же или разные ткани тела. По факту, сообщают исследователи, Совместное использование генов между организмами в разных участках тела происходило с большей скоростью, чем совместное использование генов между отдаленно родственными бактериями, живущими на тех же участках.

"Некоторые из них могут быть очень старыми событиями передачи генов, которые произошли до того, как микробы колонизировали человеческое тело, - сказал Насир. - Также может быть, что некоторые бактерии колонизируют разные участки человеческого тела в разные моменты времени на протяжении жизни человека. Остальные могут быть результатом переноса бактериальной ДНК с одного сайта на другой. возможно через кровь. Нам нужны дополнительные экспериментальные доказательства, чтобы проверить эту заманчивую возможность ».

Исследователи говорят, что другие ученые могут использовать инструмент, который они разработали для этой работы. HGTree, чтобы более точно предсказать, какие гены были унаследованы "вертикально", "в процессе воспроизводства, и которые были получены от других микробов посредством горизонтального переноса генов. Это приведет к лучшему пониманию эволюции микробов и человека, сказали исследователи.

• Исследование близнецов НАСА:расширенный космический полет имеет небольшой,
• Сексуальное поведение может повлиять на микробиом кишечника и иммунную систему