На первый взгляд идентичные бактерии могут иметь разный эффект

Микробиом кишечника - набор бактерий, которые мы носим в кишечнике - связан со всем, от ожирения и диабета до болезней сердца и даже неврологических расстройств и рака. В последние годы, исследователи сортируют множество видов бактерий, населяющих микробиом, спрашивать, какие из них могут быть связаны с конкретными расстройствами. Но статья, опубликованная сегодня в Природа обратился к новому вопросу:«А что, если один и тот же микроб отличается у разных людей?»

Давно известно, что геномы микробов не фиксируются с рождения, как и наши. Они могут потерять часть своих генов, обмениваться генами с другими микроорганизмами, или получить новых из своего окружения. Таким образом, подробное сравнение геномов кажущихся идентичными бактерий выявит последовательности ДНК, которые встречаются в одном геноме, а не в других, или, возможно, последовательности, которые появляются только один раз в одном и несколько раз в других. Эти различия называются структурными вариантами. Структурные варианты - даже крошечные - могут привести к огромным различиям в способах взаимодействия микробов со своими человеческими хозяевами. Вариантом может быть разница между доброкачественным наличием и патогенным, или это может придать бактериям устойчивость к антибиотикам.

Доктора Дэвид Зиви и Тал Корем, сначала в лаборатории профессора Эрана Сигала в Научном институте Вейцмана, а затем на своих нынешних должностях в университетах Рокфеллера и Колумбии, разработали алгоритмы, которые систематически идентифицируют структурные варианты в микробиомах кишечника человека. Исследователи начали с микробиомов почти 900 израильских субъектов. в котором им удалось идентифицировать более 7, 000 вариантов. Следующий, они сформировали сотрудничество с голландскими исследователями из Университета Гронингена, в Нидерландах, и они искали эти варианты в микробиомах большой группы голландцев. Большинство структурных вариантов, которые они идентифицировали у израильских подданных, также можно было найти среди голландских, несмотря на различия в генетике и образе жизни между группами.

Затем ученые спросили, связаны ли какие-либо из структурных вариантов, которые они идентифицировали, со здоровьем или болезнью. В группе оказалось более 100 человек, которые были связаны с факторами риска заболевания. Многие из этих ассоциаций были снова воспроизведены в голландской когорте.

В одном случае люди, у которых был определенный вариант, присутствующий в геноме определенного вида микробов в их микробиоме, были на 6 кг тоньше и имели талию на 4 см более узкую, в среднем, чем у людей, у которых был тот же микроб, но у которого не было этого конкретного варианта. Затем ученые проанализировали гены, закодированные в этом варианте, и обнаружили, что он дает бактериям потенциальную способность превращать определенные сахара в вещество, называемое бутиратом. Бутират - это небольшая жирная кислота, которая пахнет прогорклым маслом (отсюда и его название:от древнегреческого «масло»); несмотря на запах, бутират обладает противовоспалительным действием и положительно влияет на обмен веществ. Эта способность, говорят ученые, может помочь объяснить разницу в весе между носителями бактерий со структурным вариантом и без него.

Открытие предполагает, что метод, разработанный группой, может помочь исследователям определить связи между нашим микробиомом, здоровье и болезни в значительной степени, которые можно было бы упустить с помощью других средств. «Реальный потенциал этого подхода, "говорит Зееви, «заключается в том, что он позволяет нам искать реальные механизмы, стоящие за ассоциациями, которые мы находим».

По оценкам Сигала, в микробиоме кишечника человека могут быть десятки тысяч структурных вариантов, и тысячи из них могут быть связаны с заболеванием и риском заболевания. Поскольку состав микробиома вовлечен в очень много различных синдромов и расстройств, это исследование может иметь длительное влияние на поиски лучшего, более целенаправленные пробиотики для лечения болезней.

• Рыбная слизь может быть потенциальным источником антибиотиков, результаты исследования
• Одно только обучение врачей может не оказать заметного влияния на количество выписываемых лекарств.