Baktérie u ľudí si prekvapivo rýchlo vymieňajú gény

Nová štúdia ukázala, že baktérie v ľudskom tele zdieľajú gény, ktoré sú oveľa vyššie, ako sa očakávalo. Pomocou novej metódy výskumu molekulárnych údajov tím zistil, že niektoré gény sa dokonca pohybujú z jednej časti tela do druhej bez toho, aby ich transportoval v závislosti od ich mikrobiálnych hostiteľov.

Ťažobnú techniku použitú na štúdiu pôvodne konceptualizoval Kyung Mo Kim, vedúci výskumník v Kórejskom inštitúte pre polárny výskum, a vyvinul ju profesor biológie Gustavo Caetano-Anollés z University of Illinois. Táto nová metóda umožnila odborníkom odhaliť prípady „horizontálneho prenosu génov“, teda priameho prenosu génov medzi organizmami mimo pohlavného alebo nepohlavného rozmnožovania.

„Horizontálny prenos génov je veľkou silou pre zdieľanie genetických informácií na Zemi,“ uviedol profesor Caetano-Anolés.

„Táto výmena umožňuje mikroorganizmom bactefort prispôsobiť sa a prosperovať, ale je tiež pravdepodobné, že to bude dôležité pre ľudské zdravie. Existujú baktérie, ktoré nemôžu žiť mimo naše telo, a iné, bez ktorých nemôžeme žiť. ““

„Lepšie pochopenie tohto javu bude mať tiež veľkú hodnotu pre verejné zdravie, pretože vznik patogénov rezistentných na viac liekov v dôsledku horizontálneho šírenia génov rezistentných na antibiotiká sa stal globálnym problémom,“ uviedol Arshan Nasir, bývalý študent profesora Caetano-Anollés, ktorý pomohla vyvinúť technológiu použitú pri štúdiu.

Vedci pomocou informácií z genomiky vytvorili desaťtisíce „rodokmeňov“ baktérií, ktoré kolonizujú ľudské telo. Porovnaním týchto stromov z bakteriálnych rodín so stromami z mikrobiálnych génov bol tím schopný určiť, ktoré gény sa dedili a ktoré boli výsledkom horizontálneho prenosu génov.

„Väčšina súčasných metód určovania horizontálneho prenosu génov porovnáva charakteristiky DNA alebo štatistickú podobnosť medzi genómami s cieľom identifikovať cudzie gény,“ hovorí Nasir. „Funguje to celkom dobre na relatívne nedávne génové transfery, ale často nemôžete vidieť prenosové udalosti, ktoré sa stali pred miliónmi alebo miliardami rokov.“

„Študovali sme mikroorganizmy ľudského pôvodu, pretože sú uznávané ako kľúčoví hráči v udržiavaní ľudského zdravia a metabolizmu.

Vypočítali sme rýchlosti prenosu génov a vedenie - čo sa prenieslo na koho - pre viac ako 1 000 bakteriálnych referenčných genómov, z ktorých sa odobrali vzorky v rámci projektu Human Microbiome projektu National Institutes of Health. “

Bakteriálne vzorky sa odoberali z kože, krvi, ústnej dutiny, čriev, dýchacích ciest a urogenitálneho traktu. Podľa profesora Caetano-Anollés vedci našli dôkazy o predchádzajúcich dôkazoch, že baktérie spojené s ľuďmi sú veľmi promiskuitné s ich génmi.

"Horizontálna výmena medzi mikróbmi v našich telách je asi o 30% vyššia ako tá, ktorú nájdete na zvyšku planéty." To znamená, že naše telá ponúkajú jedinečné miesto a uľahčujú inovácie na úrovni mikróbov. ““