Создать аккаунт
Главные новости » Наука и технологии » Science: некоторые из наших ключевых кишечных микробов произошли от коров

Science: некоторые из наших ключевых кишечных микробов произошли от коров




Фото из открытых источников
Даже строгим вегетарианцам нужна небольшая помощь в переваривании растений. Хотя ферменты во рту, желудке и кишечнике человека могут расщеплять простые углеводы, содержащиеся в конфетах и картофеле, они не могут сами по себе растворять целлюлозу, ключевой компонент стенок растительных клеток. Вместо этого люди полагаются на бактерии, поглощающие целлюлозу в кишечнике, которые выполняют грязную работу. 
 
Наш вид, возможно, впервые получил эти полезные микробы от коров или других жвачных животных тысячи лет назад, на ранних стадиях одомашнивания животных, сообщает исследовательская группа в журнале Science. Поселившись в кишечнике человека, эти нарушители превратились в виды, специфичные для человека. Однако сейчас их становится все меньше в некоторых группах населения, особенно среди людей, живущих в промышленно развитых странах, заключает группа.
 
Несколько лет назад микробные экологи Ицик Мизрахи и Сара Мораис из Университета Бен-Гуриона в Негеве были ошеломлены, когда Мораис обнаружил ген под названием cttA, который обычно обнаруживается у бактерий в кишечнике коров, а также среди микробов, населяющих кишечник человека. Люди часто полагаются на кишечные бактерии, которые расщепляют пищевые волокна на побочные продукты, такие как короткоцепочечные жирные кислоты, которые поддерживают работу иммунной и сердечно-сосудистой систем человека, а также помогают поддерживать наш метаболизм. Микробиологи, изучающие микробиом кишечника человека, смесь бактерий и других бактерий в этой ткани, ранее обнаружили один вид бактерий, который перерабатывает целлюлозу, но у него отсутствует ген cttA.
 
Задаваясь вопросом, можно ли обнаружить другие гены коровьих бактерий в кишечных микробах человека, Мораис, Мизрахи и их коллеги отправились на поиски других микробов, содержащих cttA и другие гены, кодирующие молекулярный комплекс, известный как целлюлозома, который может разлагать целлюлозу и необходим для пищеварение коров и других жвачных животных. Исследователи отсканировали почти 5000 образцов ДНК микробов кишечника коровы и 92 143 образца ДНК микробов кишечника человека, в конечном итоге идентифицировав 62 полных микробных генома человека и коровы для анализа.
 
Когда группа сравнила гены, кодирующие целлюлосомы, среди этих геномов, ученые обнаружили три вида микробов кишечника человека с целлюлосомами, настолько похожими на коровьи бактерии, что мы, скорее всего, приобрели предков микробов от этих животных, сообщает команда. Мизрахи считает, что первые фермеры, возможно, впервые приобрели эти бактерии около 10 000 лет назад, обрабатывая коровий навоз на заре одомашнивания.
 
То, что животные передают болезнетворные микробы человеку, хорошо известно, но это исследование «подразумевает, что нейтральные — и, возможно, даже полезные — микробы могут передаваться и людям», — говорит Эндрю Мёллер, биолог-эволюционист из Принстона. Университет, который не принимал участия в работе.
 
Оказавшись внутри человека, микробы жвачных животных адаптировались к новой среде обитания и диверсифицировались. Как сообщает команда Мизрахи, некоторые приобрели гены от других бактерий, которые позволили им переваривать другие сложные крахмалы, например, те, которые содержатся в кукурузе и пшенице.
 
Чтобы лучше понять эту историю, исследователи искали бактерии, разлагающие целлюлозу, в человеческих фекалиях возрастом от 1000 до 2000 лет из Мексики и юго-запада США, а также в фекалиях современных охотников-собирателей и жителей, живущих в сельской местности. Они сравнили все эти данные с данными о человеческих микробах из промышленно развитых стран. «Я не думаю, что кто-то делал это раньше», — говорит Диана Тафт, ученый-микробиом из Университета Флориды. «Это впечатляющий объем работы».
 
Это исследование показало, что количество конкретных бактериальных штаммов, разлагающих целлюлозу, с течением веков уменьшилось и даже исчезло у многих людей в промышленно развитых обществах, скорее всего, потому, что рацион там, как правило, содержит меньше целлюлозы, которая необходима этим микробам для процветания. Более 40% образцов древних людей содержали эти бактерии, как и каждый пятый современный охотник-собиратель и сельский житель. Но, как сообщает команда, они есть менее чем у одного из 20 жителей таких стран, как Дания, Швеция, США и Китай. Те, у кого есть эти микробы, как правило, имеют только один вид и относительно небольшое их количество. Однако без этих бактерий переваривание целлюлозы было бы очень сложно, если не невозможно, говорят исследователи.
 
«Суть в том, что из-за индустриализации мы, похоже, потеряли огромное разнообразие микробов в нашем кишечнике», — говорит Том Ван де Виле, микробный эколог из Гентского университета. «Лишая наш рацион пищевых волокон, мы теряем микробы, которые помогают нам улучшить здоровье кишечника».
 
Однако Бернар Пол Хенрисса, биохимик из Технического университета Дании, говорит, что необходимы дополнительные исследования, чтобы убедиться, что целлюлоза действительно расщепляется в кишечнике человека, и если да, то какими видами бактерий. Эрик Мартенс, микробиолог из Медицинской школы Мичиганского университета, также задается вопросом, действуют ли эти бактерии так же, как у коров. Он отмечает, что жвачным животным требуется очень много времени, чтобы расщепить сырую целлюлозу. Возможно, по его словам, у людей эти бактерии просто перерабатывают более усвояемые формы целлюлозы.
 
Несмотря на зафиксированные в исследовании потери бактерий, Тафт говорит, что оно также внушает нотку оптимизма, поскольку эти кишечные микробы все еще присутствуют у других животных и готовы к повторному приобретению. Мизрахи соглашается: «Интересно рассматривать коров как резервуар этих важных функций».

0 комментариев
Обсудим?
Смотрите также:
Продолжая просматривать сайт gulkevichi.com вы принимаете политику конфидициальности.
ОК