Фото: ScienceDaily
В кишечнике человека обитают триллионы микроорганизмов, которые участвуют в пищеварении, работе иммунной системы и обмене веществ. Исследователи Венского университета выяснили, что многие виды кишечных бактерий устроены сложнее, чем принято считать. Внутри одного вида могут существовать несколько эволюционно разных популяций.
Для изучения микроорганизмов ученые применили метод «обратной экологии», основанный на анализе генетических данных. Специалисты исследовали тысячи бактериальных изолятов, полученных из кишечника, а также метагеномные данные людей из разных стран, возрастных групп и состояний здоровья. Это позволило выявить признаки адаптации бактерий к отдельным условиям внутри кишечника.
Оказалось, что некоторые популяции связаны с пожилым возрастом, хроническими воспалительными заболеваниями кишечника, колоректальным раком и диабетом второго типа. При этом анализ всего вида целиком мог скрывать такие различия. По словам ведущего автора работы Сяоцянь Энни Ю, учет эволюционной адаптации помогает точнее определить биологически значимые группы микроорганизмов.
Ученые также обнаружили, что отдельные конкурентоспособные популяции кишечных бактерий способны быстро распространяться на большие расстояния. В некоторых случаях они могли за несколько десятилетий попасть на разные континенты. Руководитель исследования Мартин Ф. Польц отметил, что кишечные бактерии оказались более динамичными, чем считалось ранее, а их распространению между людьми может способствовать освоение новых экологических ниш.
Результаты работы, опубликованные в журнале Nature, могут изменить подход к изучению связи микробиома с заболеваниями. В будущем специалисты рассчитывают создавать более точные биомаркеры и разрабатывать методы воздействия не на весь вид бактерий, а на конкретные популяции. Следующим этапом станет изучение генов, которые отличают эти группы друг от друга, и функций, связанных с такими различиями.