Ученые выяснили, что бактерии в организме человека обмениваются генами быстрее, чем это наблюдается в природе — Naked Science
11.04.2019
7 минут
Редакция
694

Ученые выяснили, что бактерии в организме человека обмениваются генами быстрее, чем это наблюдается в природе

Сотрудники Университета штата Иллинойс выяснили, что бактерии в организме человека обмениваются генами друг с другом быстрее, чем это обычно наблюдается в природе, а некоторые из этих генов, по-видимому, перемещаются, независимо от их микробных хозяев, из одной части тела в другую.

voda_pod_mikroskopom

«Горизонтальный перенос генов считается основной силой обмена генетической информацией на Земле. Эти обмены позволяют микроорганизмам адаптироваться и процветать, но они, вероятно, также важны для здоровья человека. Есть некоторые бактерии, которые не могут жить вне нашего тела, а есть те, без которых не можем жить мы. Четкое понимание этого явления будет иметь важное значение для общественного здравоохранения, поскольку появление патогенов с множественной лекарственной устойчивостью в результате горизонтального распространения генов, устойчивых к антибиотикам, стало глобальной проблемой», — утверждают ученые.

 

В ходе своей работы они использовали геномную информацию, чтобы построить десятки тысяч «генеалогических деревьев» бактерий, которые колонизируют организм человека. Соотнеся их с микробными генами, специалисты выяснили, какие гены были унаследованы, а какие стали результатом горизонтального переноса генов. Результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports.

 

По словам авторов, большинство современных методов определения горизонтального переноса генов сравнивают особенности ДНК или статистическое сходство между геномами для выявления чужеродных генов. Это работает довольно хорошо для относительно «молодых» переносов генов, но часто эти способы не в состоянии идентифицировать события переноса, которые произошли миллионы или миллиарды лет назад.

 

Соавтор исследования Аршан Насир / © Los Alamos Nationwide Laboratory

 

«Мы изучали связанные с человеком микроорганизмы, поскольку они, как известно, играют ключевую роль в поддержании здоровья и обмене веществ. Мы рассчитали скорость и направление переноса генов — кто кому что передал — для более тысячи эталонных бактериальных геномов, отобранных в рамках проекта «Микробиом человека» Национального института здравоохранения США», — говорит соавтор исследования Аршан Насир (Arshan Nasir).

 

Бактерии были взяты из шести участков человеческого тела: кишечника, кожи, полости рта, крови, мочеполовой системы и дыхательных путей. По словам соавтора работы Густаво Каэтано-Анольеса (Gustavo Caetano-Anollés), исследователи нашли доказательства ранее сделанных выводов о том, что бактерии, связанные с человеком, довольно разнородны со своими генами.

 

«Горизонтальный обмен между микробами в нашем организме примерно на 30 процентов выше, чем на остальной планете. Это означает, что наши тела предоставляют уникальную нишу и способствуют инновациям на уровне микробов», — утверждает ученый.

 

Около 40 процентов обмена генами произошло среди бактерий, живущих в тех же участках тела. Остальные 60 процентов включали обмен генами между бактериями в разных тканях — например, между организмами в кишечнике и крови. Во всех случаях перенос генов был наиболее распространенным среди близкородственных организмов, независимо от того, занимали они одни и те же или разные ткани организма. Фактически, как сообщают исследователи, обмен генами между организмами в разных участках тела происходил с большей скоростью, чем обмен генами между отдаленно родственными бактериями, живущими в тех же местах.

 

По словам авторов работы, инструмент HGTree, который они разработали для этой работы, можно использовать для точного определения того, какие гены были унаследованы «по вертикали» в процессе репродукции, а какие были получены от других микробов посредством горизонтального переноса генов. По словам исследователей, это приведет к лучшему пониманию эволюции микроорганизмов и человека.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Позавчера, 14:48
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

Вчера, 13:56
4 минуты
Илья Ведмеденко

Американские военные пришли к выводу, что новейший эсминец можно эксплуатировать в условиях больших волн. Безопасность корабля в значительной степени объясняется его конструкцией, обеспечивающей малозаметность.

Вчера, 13:05
3 минуты
Полина Гершберг

Ученые создали информационную панель, показывающую распространение китайского коронавируса по миру в режиме реального времени. Данные вносятся из подтвержденных источников — это поможет бороться с дезинформацией.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

24 января
35 минут
Александр Березин

Новый коронавирус — «родственник» старой атипичной пневмонии — уже привел к смерти 26 человек. Считается, что им может быть заражено несколько тысяч. И точно известно, что эпидемия вышла за пределы Китая. Но это не повод впадать в панику. Мы собрали всю известную информацию и попробовали ответить на главные вопросы о новой болезни.

Позавчера, 14:48
26 минут
Александр Березин

Земная атмосфера 2,7 миллиарда лет назад состояла в основном из углекислого газа — и было его там до тысячи раз больше, чем сегодня. При этом азота почти не было, хотя сегодня его в воздухе 78%. Выходит, наша газовая оболочка по составу была близка к марсианской. Как ни странно, эти дела давно минувших дней актуальны для ответа на вопрос о будущем выживании человечества. Похоже, предсказание Стивена Хокинга о гибели всего живого из-за превращения Земли в Венеру не сбудется. Разбираемся, почему так и как одно связано с другим.

16 января
5 минут
Илья Ведмеденко

Исследователей в очередной раз удивили привычки кошек: как оказалось, они не прочь питаться одним человеческим трупом на протяжении месяца, несмотря на наличие других тел.

25 января
3 минуты
Денис Гордеев

Вирус, который уже унес жизни 41 человека, породил новую волну популярности игры 2012 года.

18 января
26 минут
Александр Березин

Многие считают зимнее купание «церковным обычаем». Однако на деле Церковь всегда выступала против него, считая нехристианским, и вредным для здоровья. При всей внешней разумности этой позиции, на самом деле, такие купания могут быть даже полезны — но не для всех. Выясняем, как именно и почему.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Предстоящие мероприятия
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: