Mikrober "styrer" menneskets gener

Bakterier i tarmene hemmer funksjonen til enzymer som er ansvarlige for å håndtere DNA-lagring.

Folk har lenge visst at fordøyelsesmikrober har en direkte effekt på metabolske prosesser, immunforsvar og en indirekte effekt på hjerneaktivitet. De gjør sannsynligvis sine egne justeringer av genstrukturer: av en eller annen grunn aktiveres noen gener, mens andre blokkeres. Hvordan gjør bakterier dette?

Eksperter fra Babraham University (Storbritannia) hevder at fordøyelsesmikroorganismer endrer genaktivitet ved hjelp av korte fettsyrer, som smørsyre. Disse syrene hemmer virkningen av spesifikke enzymer, som histondeacytlaser, som kontrollerer menneskelige gener.

Syrene samarbeider med andre proteinstrukturer kalt histoner. Sistnevnte fungerer som DNA-"bevarere". Samspillet mellom histoner og DNA er konstant, men i noen tilfeller "pakker" de DNA for tett eller omvendt for svakt. Dette kompliserer lesingen av genetisk informasjon av et spesifikt molekylært apparat.

Styrken som histoner "pakker" DNA med, avhenger av kjemiske modifikasjoner. Hver cellestruktur har en rekke enzymer som markerer histoner med visse markører, noe som tvinger dem til å "pakke" DNA med varierende grad av tetthet.

Blant disse enzymene er histondeacytlaser som vi allerede er kjent med. Deres jobb er å fjerne markører fra histoner. Funksjonaliteten deres avhenger imidlertid også av mange faktorer, for eksempel molekylære strukturer som slår av disse enzymene. Forskning har vist at tarmmikrober kan bruke fettsyrer til å slå av én type histondeacytalase. Som et resultat fortsetter histoner å forbli "merkede". Bindingen mellom "merkede" histoner og DNA er forskjellig fra bindingen mellom normale histoner – de påvirker genaktiviteten forskjellig.

Hva kan dette føre til? Tidligere studier har vist at høy aktivitet av enzymet øker risikoen for å utvikle en ondartet svulst i tykktarmen: enzymet påvirker genaktiviteten i tarmens epitelstrukturer så mye at sistnevnte transformeres og blir ondartede. Nye eksperimenter på gnagere har vist at hvis mus blir "renset" for tarmbakterier, opplever de en markant økning i aktiviteten til det samme enzymet. Fra dette kan vi konkludere med at tarmmikrober beskytter mennesker mot ondartede prosesser i tykktarmen. Selv om denne påstanden fortsatt må bekreftes av andre studier.

Avslutningsvis bør det sies at mikrober syntetiserer mye viktigere korte fettsyrer hvis en person spiser mer plantebasert mat (hovedsakelig frukt og grønnsaker). Med andre ord, for at mikroorganismer i fordøyelsessystemet skal fungere godt, må de regelmessig tilføres planteprodukter. Denne påstanden kan være et ekstra sterkt argument: det er nødvendig å spise sunn mat med tilstrekkelig inntak av frukt og grønnsaker.

Studien er beskrevet i detalj i Nature Communications.