Миттєво обеззброює всіх навколо: вчені знайшли унікальну здатність у кишкової бактерії

Нещодавнє дослідження Чиказького університету дало вченим нове уявлення про генетичну адаптивність Bacteroides fragilis, поширеної бактерії в кишківнику людини, та її унікальний спосіб домінації над іншими організмами.

Вчені виявили в неї незвичайний метод, за допомогою якого вона перетворює зброю інших бактерій на непотрібний придаток, забезпечуючи собі перевагу в боротьбі за виживання, пише ScienceDaily. У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал.

Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найцікавіші новини зі світу науки! Дослідження, проведене під керівництвом Лорі Комсток, професора мікробіології Університету Чикаго, показало, як мобільні генетичні елементи, зокрема інтегративні та кон'югативні елементи (ІКЕ), можуть змінювати озброєння бактерії — процес, що має вирішальне значення для її виживання та конкурентної переваги в густонаселеному мікробіомі кишківника.

Дослідження показало, що набуття певних генетичних елементів може пригнічувати одну бактеріальну зброю та одночасно створювати іншу, що дало вченим уявлення про швидку еволюційну здатність кишкових бактерій завдяки горизонтальному перенесенню генів.

Дослідження насамперед було зосереджене на системі секреції типу VI (T6SS), наномашині, здатній впорскувати токсини в сусідні бактеріальні клітини. Існує три різні генетичні архітектури T6SS, і B. fragilis володіє унікальною високоефективною GA3 T6SS.

Однак команда Комсток виявила, що коли B. fragilis придбала GA1 ІКЕ, бактерії більше не могли використовувати потужний GA3 T6SS, а натомість отримали можливість використовувати GA1 T6SS, хоча раніше цей механізм вважався менш смертельним.

Цю зміну у функціональності було підтверджено в експериментах на гнотобіотичних мишах, де штам, що містив GA1 і GA3 T6SS, перевершив штам дикого типу, який використовував тільки систему GA3.

Подальше дослідження показало, що GA1 ІКЕ вмикає механізм, який вимикає GA3 T6SS, повністю змінюючи оборонну і наступальну стратегію бактерії, що потрапили під його вплив.

Це відкриття показує, як динаміка мікроорганізмів у кишечнику може змінюватися через придбання нового генетичного матеріалу, що впливає на їхню взаємодію з навколишнім середовищем та іншими організмами.

Дослідження, опубліковане в журналі Science, свідчить про важливість розуміння цих генетичних переносів не тільки для фундаментальної науки, а й для практичного застосування в різних сферах нашого життя.

Оскільки кишкові бактерії посідають дедалі помітніше місце в біотерапевтичних дослідженнях, наприклад, для лікування захворювань за допомогою штучно сконструйованих унікальних бактеріальних спільнот, врахування цих генетичних обмінів матиме вирішальне значення.

Як зазначила Комсток: "Важливо не допустити, щоб у ці штами або з них було перенесено будь-що, здатне згубно вплинути на наш організм".

Її дослідження є чудовою ілюстрацією складних еволюційних битв, що відбуваються на мікроскопічному рівні в нашому власному тілі, де бактерії постійно борються за домінування за допомогою генетичних інновацій, перетворюючи наш організм на поле бою, де постійно тривають одночасно непомітні і колосальні за своїми масштабами битви.

Раніше Фокус писав про те, що, на думку вчених, гравітація провокує синдром подразненого кишечника. Дослідники заявили, що знайшли причину розвитку синдрому подразненого кишечника.

Також Фокус писав про схрещування генів свині з бобами, які почали виробляти справжній свинячий білок.

Змінивши ДНК соєвих бобів для виробництва свинячого білка, компанія виробила продукт, багатий, фактично справжнім, свинячим білком, який стирає межі між рослиною і м'ясом.