Mikrobi spremenijo celično signalizacijo in izražanje genov

Edinstvena združba bakterij, virusov in glivic, ki naseljuje naše črevesje, ne vpliva samo na naše zdravje, pač pa je od nje odvisna celo naša nadarjenost za šport. Toda zakaj imajo ti mikroskopsko majhni organizmi tako velik vpliv na človeka?

Ob prisotnosti mikrobov bistveno spremeni izjemno pomembna skupina spojin: žolčne kisline. Foto: Bigstock

Bolj, kot znanost raziskuje mikrobioto, večja presenečenja slednja pripravlja. Zadnje ugotovitve kažejo, da mikroorganizmi, ki živijo v in na nas, vplivajo na večino kemičnih procesov, ki potekajo v telesu. Spremenijo celično signalizacijo in vplivajo na izražanje genov.

Mikroorganizmi iz črevesja in delovanje možganov

Vprašanju so se posvetili raziskovalci Univerze Kalifornija San Diego. Primerjali so sterilne miši (miši brez mikrobov) ter miši z normalnimi z normalnimi mikrobi. Izkazalo se je da, slednji vplivajo na 70 odstotkov vseh kemičnih procesov, ki potekajo v telesih živalih. Med drugim tudi na 20 odstotkov procesov v možganih. Ugotovili so tudi, da enako velja za ljudi.

Mikrobi spreminjajo organe

Raziskovalci Univerze Kalifornija San Diego so mapirali molekule v vsakem organu pri miših in odkrili, kako jih mikrobi spreminjajo. Med drugim na primer nadzorujejo strukturo žolčnih kislin. Študijo, 26. februarja 2020 objavljeno v reviji Nature, sta vodila prof dr. Pieter Dorrestein, direktor centra Collaborative Mass Spectrometry na kalifornijski univerzi in prof. dr. Robert Quinn iz Univerze Michingan State.

Celoten molekularni zemljevid. Vsak majhen krog predstavlja molekulo. Povezani so na podlagi kemijskih podobnosti. Krogi so obarvani glede na to, ali so jih našli v sterilnih miših ali v običajnih miših z mikrobiomi. Legenda: roza = najdeno pri obeh, zelena = najdeno samo pri miših z mikrobi, modra = najdeno le pri sterilnih miših. Foto: UC San Diego

Črevesni mikrobi in izražanje genov

»Ko se spremeni struktura molekul v žolčnih kislinah, to vpliva na komunikacijo med celicami in izražanje posameznih genov. To ima ogromne posledice na delovanje telesa in razvoj bolezni. Spoznanje, da kemični procesi v našem telesu ne potekajo tako, kot potekajo, zato, ker jim to ukažejo naši geni, pač pa zato, ker jim tako naročijo neki drugi organizmi v nas, je precej vznemirjujoče,« je dejal Dorrestein.

Mapiranje molekul in mikrobov

Skupina je primerjala miši brez mikrobov v črevesju z mišmi,ki so imele normalno črevesno mikrobioto. Z masno spektrografijo so označili različne molekule v vsakem posameznem organu in jih primerjali z referenčnimi strukturami v genski bazi. Ugotovili so tudi, kateri živi mikrobi jih kolocirajo ter določili gensko območje, ki deluje kot neke vrste črtna koda za različne tipe črevesnih bakterij. Skupno so analizirali 768 vzorcev in 29 različnih organov osmih miši (štirih brez mikrobiote, štirih z normalno mikrobioto). Rezultat sta bila dva »zemljevida« molekul in spojin. Ko so ju primerjali, so ugotovili, da mikrobi vplivajo kar na 70 odstotkov procesov v telesu.

Črevesne bakterije spreminjajo žolčne kisline

Ugotovili so tudi, da se ob prisotnosti mikrobov bistveno spremeni izjemno pomembna skupina spojin: žolčne kisline. Nastajajo predvsem v jetrih in so izjemno pomembne za presnovo maščob. Že dolgo je znano, da encimi jeter dodajo aminokisline žolčnim kislinam, zlasti glicin in tavrin. Toda pri miših z normalnimi mikrobi je skupina ugotovila, da slednji označujejo žolčne kisline tudi z drugimi aminokislinami – fenilalaninom, tirozinom in levcinom.

Vpliv na zdravje ljudi

Da bi ugotovili, ali tudi ljudeh mikrobi spreminjajo žolčne kisline, so raziskovalci pregledali 1.004 javnih zbirk podatkov. Z masno spektrometrijo soanalizirali tudi približno 3000 fekalnih vzorcev iz American Gut Project-a. Ugotovili so, da so bile edinstvene mikrobno modificirane žolčne kisline, ki so odkrili pri miših, prisotne v do 25,3 odstotkov človeških vzorcev. V največji meri so bile prisotne pri dojenčkih in tistih odraslih,ki so imeli vnetno črevesno bolezen ali cistično fibrozo.

“Študija je jasen primer, kako lahko mikrobi vplivajo na izražanje človeških genov. Še vedno pa ne ne vemo, ali in kako bi lahko z delovanjem nanje izboljšali zdravje ljudi,” je zaključil Dorrestein.

PUSTITE KOMENTAR

Prosimo vpišite svoj komentar!
Prosimo vpišite svoje ime tukaj