Mikrobi "vada" cilvēka gēnus

Baktērijas zarnās kavē fermentu darbību, kas ir atbildīgi par DNS uzglabāšanas pārvaldību.

Cilvēki jau sen zina, ka gremošanas mikrobiem ir tieša ietekme uz vielmaiņas procesiem, imūnsistēmas aizsardzību un netieša ietekme uz smadzeņu darbību. Tie, iespējams, paši veic korekcijas gēnu struktūrās: nez kāpēc daži gēni tiek aktivizēti, bet citi tiek bloķēti. Kā baktērijas to dara?

Babrahama Universitātes (Apvienotā Karaliste) eksperti apgalvo, ka gremošanas mikroorganismi maina gēnu aktivitāti, izmantojot īsās taukskābes, piemēram, sviestskābi. Šīs skābes kavē specifisku enzīmu, piemēram, histonu deacitelāžu, darbību, kas kontrolē cilvēka gēnus.

Skābes sadarbojas ar citām olbaltumvielu struktūrām, ko sauc par histoniem. Pēdējie darbojas kā DNS "glabātāji". Histonu mijiedarbība ar DNS ir pastāvīga, bet dažos gadījumos tie "iesaiņo" DNS pārāk cieši vai, gluži pretēji, pārāk vāji. Tas sarežģī ģenētiskās informācijas lasīšanu specifiskam molekulārajam aparātam.

Spēks, ar kādu histoni "iesaiņo" DNS, ir atkarīgs no ķīmiskām modifikācijām. Katrā šūnu struktūrā ir vairāki enzīmi, kas iezīmē histonus ar noteiktiem marķieriem, kas liek tiem "iesaiņot" DNS ar dažādu blīvuma pakāpi.

Starp šiem enzīmiem ir histonu deacitelāzes, kuras mēs jau pazīstam. To uzdevums ir noņemt marķierus no histoniem. Tomēr to funkcionalitāte ir atkarīga arī no daudziem faktoriem, piemēram, molekulārajām struktūrām, kas izslēdz šos enzīmus. Pētījumi liecina, ka zarnu mikrobi var izmantot taukskābes, lai izslēgtu viena veida histonu deacitelāzi. Tā rezultātā histoni turpina palikt “iezīmēti”. Saikne starp “iezīmētajiem” histoniem un DNS atšķiras no saites starp normāliem histoniem – tie atšķirīgi ietekmē gēnu aktivitāti.

Pie kā tas var novest? Iepriekšējie pētījumi ir parādījuši, ka augsta enzīma aktivitāte palielina ļaundabīga resnās zarnas audzēja attīstības risku: enzīms tik ļoti ietekmē gēnu aktivitāti zarnu epitēlija struktūrās, ka pēdējās tiek pārveidotas un kļūst ļaundabīgas. Jauni eksperimenti ar grauzējiem ir parādījuši, ka, ja peles tiek “attīrītas” no zarnu baktērijām, tām ir ievērojams tā paša enzīma aktivitātes pieaugums. No tā var secināt, ka zarnu mikrobi aizsargā cilvēkus no ļaundabīgiem procesiem resnajā zarnā. Lai gan šis apgalvojums vēl ir jāapstiprina ar citiem pētījumiem.

Noslēgumā jāsaka, ka mikrobi sintezē daudz vairāk svarīgu īso taukskābju, ja cilvēks ēd vairāk augu valsts pārtikas (galvenokārt augļus un dārzeņus). Citiem vārdiem sakot, lai gremošanas sistēmas mikroorganismi darbotos kvalitatīvi, tiem regulāri jāsaņem augu valsts produkti. Šis apgalvojums var būt papildu spēcīgs arguments: ir nepieciešams ēst veselīgu pārtiku, pietiekami patērējot augļus un dārzeņus.

Pētījums ir detalizēti aprakstīts žurnālā Nature Communications.