Суши разнесли геном бактерии по всему миру

В недавнем разговоре об эволюции бактерий биологи рассказали Infox.ru и о совместной жизни человека и бактерий. В частности, Homo Sapiens немало зависит от микрофлоры кишечника. По последним исследованиям, даже разница между людьми разной комплекции обусловлена различиями в метаболизме населяющих пищеварительную систему микроорганизмов. И вот совсем недавно французские ученые нашли примечательное, хотя и несколько неожиданное свойство бактерий в кишечнике человека.

Война в кишечнике

Вскоре после рождения бактерии из окружающей среды начинают попадать в пищеварительную систему, находя в кишнечнике тепличные условия. Впрочем, и там есть конкуренция за ресурсы. А учитывая то, что единовременно в кишечнике может находиться больше килограмма бактерий, и число как видов, так и особей в нем огромно, масштаб конкуренции просто гигантский. И если есть возможность хоть как-то увеличить свою эффективность, то он сразу создаст высокие конкурентные возможности. И такой способ нашелся.

В ход идет все

Бактерии, обитающие в кишечнике, питаются переработкой сахаров, которые ферментами человека не разлагаются. И все эти бактерии приспособлены к сахарам, содержащимся в растительной пище. А вот ученые из Университета Пьера и Марии Кюри во главе с Жаном-Хенриком Хехеманом (Jan-Hendrik Hehemann) решили детально изучить бактерию, которая питается сахарами из водорослей. В их поле зрения попал фермент бактерии Zobellia galactanivorans, позволяющий перерабатывать сульфатированные сахара, которых на суше нет. Один из основных поставщиков таких сахаров -- всем известная водоросль порфира (или нори), которой связываются ингредиенты суши и роллов.

Были определены два ответственных за процесс фермента, получившие название PorА и PorB. Ферменты удалось выделить, описать множеством физико-химических методов, определить их пространственную структуру, а также участки генома, ответственные за формирование этих белков. Однако наибольший сюрприз ждал исследователей, когда они стали искать по базам, а нет ли у кого-то еще таких же генетических участков. И их обладатели нашлись. Это колонии бактерий, проживающие в желудках нескольких японцев.

Японская еда

Ни в одной из колоний бактерий, проживающих на суше, таких генов не было. Откуда же эти гены у японцев? По мнению ученых, ответ на этот вопрос прост. Для бактерий характерен горизонтальный перенос генов. Даже разные виды могут обмениваться генетическим материалом. И, по-видимому, участок, ответственный за «морские» сахара, был перехвачен бактерией Bacteroides plebeius у бактерии, поселившейся на нори. Уже есть основания предполагать, что такая бактерия-мутант передается «по наследству», поскольку была найдена у пары «мать и дочь». У жителей Европы и Северной Америки таких обитателей кишечника пока не нашлось, но, может быть, из-за размеров баз данных. А насколько такой всеядный обитатель полезен для человека, пока сказать трудно, но если он будет полезен, то стоит ожидать его широкого распространения. Ведь и японская еда тоже разошлась по всему миру.

Результаты работы опубликованы в журнале Nature.