Социальные связи влияют на распространение микробных генов в обществе

Миграция генов микроорганизмов между странами способна менять восприимчивость людей к заболеваниям.

Американский микробиолог Илана Брито (Ilana Brito) с коллегами из Корнелльского университета (Cornell University) отправилась на Фиджи, чтобы изучить распространение микробных генов при общении деревенских жителей друг с другом. Выяснилось, что ежедневные взаимодействия между людьми способны влиять на перенос генов микробиома из одного организма в другой. Изучение механизмов этого процесса поможет выяснить, как микробиом конкретного человека влияет на его шансы заразиться инфекцией и почему некоторые группы населения более восприимчивы к определенным патологиям.

Бактерии легко обмениваются генетической информацией со своими «соседями», даже между видами, и этот процесс может повысить или понизить вирулентность, передать устойчивость к определенному антибиотику и т. д. Брито с коллегами сравнили микробиомы 172 фиджийцев и 81 жителей Северной Америки, чтобы доказать обмен генами между различными группами населения.

Ученые провели анализ генетического материала, полученного из образцов слюны, фекалий и буккальных мазков жителей нескольких деревень на Фиджи. Они также секвенировали отдельные клетки, чтобы определить полный набор содержащихся внутри генов и выяснить, какие элементы данного гена способны передаваться. Результатом стал внушительный объем генетических данных.

«Мы специально сосредоточились на относительно изолированном островном населении, - говорит Илана Брито. - Как правило, местные жители редко покидают свои деревни, что позволяет упростить определение социальных сетей. Примечательно, что микробиом сельского населения на Фиджи отличается более значительным разнообразием по сравнению с представителями западной культуры, которые избавляются от патогенных микроорганизмов с помощью гигиенических процедур, антибиотиков и соответствующих санитарных условий. Также мы выяснили, что фиджийцы чаще североамериканцев являются хозяевами микроорганизмов, содержащих гены, которые помогают в переваривании крахмала. Вероятно, это связано с особенностями диеты. И хотя гены пищевых ферментов и общего состава человеческого микробиома были схожими, нам удалось довольно точно определить различия генофондов соседних деревень. Это указывает на важную роль обособленности групп людей в формировании микробных сообществ.

«Проект Иланы Брито уникален в отношении изучения микробиома - той области, которой лишь недавно стали уделять пристальное внимание, - считает микробиолог Джек Гилберт (Jack Gilbert) из Чикагского университета (University of Chicago). - Поскольку передаваемые гены отличаются между населением разных деревень, вероятно, обычные социальные взаимодействия (такие как совместный прием пищи) способен менять функции микробиома, не обязательно приводя к изменению видов бактерий в организме».

Предыдущие исследования показали, что микробиом индивида более или менее стабилен, и что любые изменения в его составе, связанные с диетой или приемом лекарственных средств, способны повлиять на восприимчивость человека к болезням. Однако распределение микробных генов по географическим регионам или человеческим популяциям пока мало изучено. Понимание процесса «путешествия генов» позволит ученым лучше изучить механизмы распространения генов, придающих устойчивость к антибиотикам, что является одной из главных проблем в современной медицине.