В теле человека бактерии обмениваются генами быстрее, чем в природе

«Горизонтальный перенос генов считается основной силой обмена генетической информацией на Земле. Это позволяет микроорганизмам адаптироваться и процветать, но такой обмен также важен 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 американские генетики.

В ходе своей работы они построили 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.

«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.

Бактерии были взяты из шести участков человеческого тела: кишечника, кожи, полости рта, крови, мочеполовой системы и дыхательных путей.

«Горизонтальный обмен между микробами в нашем организме примерно на 30% выше, чем на остальной планете. Это означает, что наши тела предоставляют уникальную нишу и способствуют инновациям на уровне микробов», — утверждает соавтор работы Густаво Каэтано-Анольес.

Около 40% обмена генами произошло среди бактерий, живущих в тех же участках тела. Остальные 60% 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.

Метод HGTree, который авторы 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.

По материалам Scientific Reports

Читайте также:

«Микробиологическую темную материю» ученые обнаружили на Земле

МКС кишит бактериями и грибками, разъедающими ее стены

Антибиотик, способный убить самые стойкие инфекции, нашли на дне океана