Микробиом кишечника — огромное сообщество микроорганизмов, живущих в нашем пищеварительном тракте, — играет ключевую роль в здоровье человека. Но как именно полезные бактерии ориентируются в своей среде и находят нужные питательные вещества? — пишет « Hi-Tech_Mail.ru ».
Автор новостей
Международная команда ученых впервые систематически исследовала этот вопрос и обнаружила, что кишечные бактерии обладают удивительно развитой системой химического «обоняния».
До сих пор большая часть знаний о бактериальных сенсорах была получена при изучении болезнетворных микроорганизмов. Полезным бактериям-комменсалам, которые в норме обитают в нашем теле и даже участвуют в процессах его жизнедеятельности, уделялось гораздо меньше внимания. Команда под руководством Виктора Сурьика из Института наземной микробиологии Макса Планка решила восполнить этот пробел, сосредоточившись на клостридиях — группе подвижных бактерий, которые в большом количестве обитают в кишечнике человека и поддерживают его здоровье.
Результаты оказались неожиданными. Рецепторы кишечных бактерий оказались способны распознавать удивительно широкий спектр метаболических соединений: продукты расщепления углеводов, жиров, белков, ДНК и аминов. При этом разные типы бактериальных сенсоров демонстрируют четкие предпочтения к определенным классам веществ. Это значит, что бактерии реагируют на окружающую среду не случайным образом, а избирательно настроены на конкретные химические сигналы.
Среди всех протестированных веществ чаще всего бактерии реагировали на молочную кислоту (лактат) и муравьиную кислоту (формиат). Примечательно, что некоторые кишечные бактерии сами производят эти соединения. Это значит, что у микробов работает принцип так называемого перекрестного питания: один их вид выделяет вещества, которые служат пищей для других видов. Такое сотрудничество помогает стабилизировать экосистему кишечника.
«Эти сенсорные домены, по-видимому, важны для взаимодействия между бактериями в кишечнике и могут играть ключевую роль в здоровом микробиоме человека», — поясняет первый автор исследования Вэньхао Сюй.
Ученые также открыли несколько ранее неизвестных групп сенсорных рецепторов, специфичных для лактата, дикарбоновых кислот, урацила и короткоцепочечных жирных кислот. Анализ эволюционных связей показал, что бактерии могут относительно легко менять специфичность своих сенсоров, адаптируясь к изменениям среды.
«Наше исследование значительно расширил понимание сенсорных способностей полезных кишечных бактерий, — говорит Виктор Сурьик. — Насколько нам известно, это первый систематический анализ сенсорных предпочтений бактерий, которые населяют конкретную экологическую нишу».
Ранее стало известно, что кишечные бактерии «впрыскивают» белки прямо в клетки человека.
