Богата на водорасли диета оставя своя отпечатък върху чревните микроби.

любителите

Гени, взети от микробен автостоп, могат да дадат възможност на някои японски индивиди да извличат иначе неразрешими хранителни вещества от водорасли.

Изследване, публикувано тази седмица в Nature 1, предполага, че морски микроб - може би погълнат от парченце водорасли - вероятно е прехвърлил гени, които кодират ензими, разяждащи водорасли, към бактерии, които живеят в човешките черва. Ензимите разграждат водораслите, включително тези, открити в червените водорасли от рода Porphyra, най-известни на любителите на суши като нори.

Въпреки че в други случаи има съмнения за трансфер на гени към чревни микроби, това е първият ясен пример, в който чревният микроб е спечелил нова биологична ниша, като е изтръгнал гени от погълната бактерия, казва Мирям Чжек, химик от Pierre and Marie Университетът Кюри в Париж, един от двамата изследователи, ръководили изследването. „Вероятно има много повече примери“, казва тя. "Само заради тази екзотична ниша и много рядката специфичност на този ензим успяхме да определим откъде идва."

Вие сте това, което ядете

Много от микробите, пребиваващи в човешките черва, вероятно ще бъдат полезни за техния гостоприемник. Някои могат да дадат на своя домакин калоричен тласък, като разграждат погълнатите растителни въглехидрати, които човешките ензими не могат да докоснат. В Япония, където всеки ден се консумират около 14 грама водорасли на човек, някои от тези несмилаеми въглехидрати идват от водораслите, които обвиват суши ролките и формират основата за различни супи и салати.

Czjzek заедно с Гурван Мишел, структурен биолог от университета "Пиер и Мария Кюри", и техните колеги откриха нов клас ензими, разграждащи водорасли, наречени β-порфиранази, докато ловуваха протеини, които разграждат биомасата на водораслите.

В генома на морската бактерия Zobellia galactanivorans те откриват ензими, които са подобни на тези, които разграждат водорасловите съединения агароза и карагенани. Но на ензимите липсваше решаващ регион, необходим за разпознаване на тези полизахариди.

Вместо това ензимите разграждаха порфира полизахарид, наречен порфиран. Екипът претърси бази данни за свързани ензими и установи, че всички те също са произведени от морски микроби - с изключение на една, открита в генома на човешка чревна бактерия, наречена Bacteroides plebeius .

Бактерията съдържа и ензим, който разгражда агарозата. Бактероидните бактерии, съдържащи тези гени, са открити само при индивиди с японски произход. И въз основа на сходството в ДНК последователността и констатацията, че двата гена се появяват близо до други в генома на B. plebeius, които изглежда произхождат от морски бактерии, изследователите стигнаха до извода, че гените са били пренесени от морска бактерия на живи микроби в човешките черва.

Генетични богатства

Резултатите предполагат, че погълнатите бактерии може да са осигурили ценен генетичен ресурс за чревните микроби през цялата човешка история, казва Джъстин Соненбург, микробиолог от университета Станфорд в Калифорния.

Но тъй като храната ни става все по-стерилна, излагането ни на този сандък с генетични съкровища намалява, добавя той. „Положихме големи усилия в развития свят, за да намалим микробната тежест на храната и по този начин намалихме болестите, пренасяни от храната“, казва той. "Това е добре, но си струва. Ние премахнахме този потенциално полезен микробен компонент."

Западните ядещи суши е малко вероятно да съдържат храносмилателни бактерии, казва Мишел. Събитията за трансфер на гени са изключително редки и няма да има голяма нужда бактериите, изложени на западна диета, да се придържат към такива гени, добавя той. "Най-голямата разлика в Япония е количеството водорасли, които се ядат всеки ден", казва той. "Това е далеч по-високо от простото ядене на суши веднъж седмично. Не мисля, че налягането е достатъчно високо, за да запази гените в червата ни."