Mikrobai "valdo" žmogaus genus

Žarnyne esančios bakterijos slopina fermentų, atsakingų už DNR saugojimą, funkciją.

Žmonės jau seniai žino, kad virškinimo mikrobai tiesiogiai veikia medžiagų apykaitos procesus, imuninę apsaugą ir netiesiogiai – smegenų veiklą. Jie tikriausiai patys koreguoja genų struktūras: dėl kažkokių priežasčių kai kurie genai yra aktyvuojami, o kiti – blokuojami. Kaip bakterijos tai daro?

Babrahamo universiteto (JK) ekspertai teigia, kad virškinimo mikroorganizmai keičia genų aktyvumą naudodami trumpas riebalų rūgštis, tokias kaip sviesto rūgštis. Šios rūgštys slopina specifinių fermentų, tokių kaip histonų deacitelazės, kurios kontroliuoja žmogaus genus, veikimą.

Rūgštys bendradarbiauja su kitomis baltymų struktūromis, vadinamomis histonais. Pastarosios veikia kaip DNR „laikytojos“. Histonų sąveika su DNR yra nuolatinė, tačiau kai kuriais atvejais jie per stipriai arba, atvirkščiai, per silpnai „supakuoja“ DNR. Tai apsunkina genetinės informacijos skaitymą specifiniu molekuliniu aparatu.

Histonų DNR „supakavimo“ stiprumas priklauso nuo cheminių modifikacijų. Kiekvienoje ląstelių struktūroje yra daug fermentų, kurie žymi histonus tam tikrais žymenimis, o tai verčia juos „supakuoti“ DNR skirtingu tankiu.

Tarp šių fermentų yra mums jau pažįstami histonų deacitelazės. Jų užduotis – pašalinti žymenis iš histonų. Tačiau jų funkcionalumas taip pat priklauso nuo daugelio veiksnių, pavyzdžiui, molekulinių struktūrų, kurios išjungia šiuos fermentus. Tyrimai parodė, kad žarnyno mikrobai gali naudoti riebalų rūgštis, kad išjungtų vieną histonų deacitelazės tipą. Dėl to histonai ir toliau lieka „pažymėti“. Ryšys tarp „pažymėtų“ histonų ir DNR skiriasi nuo ryšio tarp normalių histonų – jie skirtingai veikia genų aktyvumą.

Ką tai gali lemti? Ankstesni tyrimai parodė, kad didelis fermento aktyvumas padidina piktybinio storosios žarnos naviko išsivystymo riziką: fermentas taip veikia genų aktyvumą žarnyno epitelio struktūrose, kad pastarosios transformuojasi ir tampa piktybinės. Nauji eksperimentai su graužikais parodė, kad jei pelės „išvalomos“ nuo žarnyno bakterijų, jos pastebimą to paties fermento aktyvumo padidėjimą patiria. Iš to galime daryti išvadą, kad žarnyno mikrobai apsaugo žmones nuo piktybinių procesų storojoje žarnoje. Nors šį teiginį dar reikia patvirtinti kitais tyrimais.

Apibendrinant reikėtų pasakyti, kad mikrobai sintetina daug daugiau svarbesnių trumpųjų riebalų rūgščių, jei žmogus valgo daugiau augalinio maisto (daugiausia vaisių ir daržovių). Kitaip tariant, norint, kad virškinimo sistemos mikroorganizmai veiktų kokybiškai, juos reikia reguliariai aprūpinti augaliniais produktais. Šis teiginys gali būti papildomas stiprus argumentas: būtina valgyti sveiką maistą, vartojant pakankamai vaisių ir daržovių.

Tyrimas išsamiai aprašytas žurnale „Nature Communications“.