Ученые из Центра геномного регулирования в Барселоне и Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружили, что гены могут влиять на кишечный микробиом не только своего носителя, но и тех, с кем он живет. Исследование на более чем четырех тысячах крыс, опубликованное в Nature Communications, показывает, что генетические эффекты способны распространяться через социальные контакты — с помощью обмена бактериями.
Анализ данных показал, что состав кишечной микрофлоры определяется не только собственными генами животного, но и генами его сожителей. ДНК при этом не передается, а вот микроорганизмы — да. Если генетические особенности одной крысы создают благоприятные условия для определенных бактерий, эти микробы могут закрепляться и у других животных, живущих рядом.
Чтобы отделить влияние генов от условий среды, всех крыс держали на одинаковой диете, но распределили по четырем независимым группам в разных учреждениях США. Такой дизайн позволил выявить генетические эффекты, которые сохранялись независимо от условий содержания.
Ученые нашли три связи между генами и бактериями кишечника. Самая выраженная касалась гена, участвующего в добавлении сахаров к кишечной слизи, и бактерий рода Paraprevotella, использующих эти молекулы как источник питания. Два других участка генома были связаны с бактериями Firmicutes и Muribaculaceae — важными компонентами микробиома грызунов и человека.
Ключевым результатом стало разделение прямого генетического влияния и косвенного — через сожителей. Для ряда бактерий, особенно Muribaculaceae, значимыми оказались оба механизма. Когда ученые учли социальный обмен микробами, суммарное генетическое влияние увеличивалось в четыре-восемь раз. Это говорит о том, что вклад генов в формирование микробиома ранее мог серьезно недооцениваться.
Авторы предполагают, что похожие процессы возможны и у людей. Один из генов, функционально близкий к крысиному, ранее связывали с составом микробиома, риском прорывных инфекций COVID-19 и аутоиммунными заболеваниями почек. Если генетические эффекты действительно распространяются через микробиом внутри социальных групп, влияние наследственности на здоровье может выходить далеко за пределы одного организма.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что ДНК из почвы сможет рассказать о жителях пещер ледникового периода.
