Триллионы живущих в кишечнике микробов могут играть более важную роль для здоровья, чем считалось ранее — они взаимодействуют с нашими генами способами, которые отражаются на риске заболеваний, процессах старения и даже будущих методах лечения.
Эти способы стали темой нового исследования Гавайского университета в Маноа (UH Mānoa), опубликованного в International Journal of Molecular Sciences.
Обзор рассматривает, как микробиом кишечника (совокупность бактерий, вирусов и грибков, живущих в пищеварительной системе) может влиять на эпигенетику — процесс включения/выключения генов без изменения самой ДНК. Эти изменения происходят посредством химических меток, таких как метилирование ДНК или РНК, которые регулируют экспрессию генов.
«Понимая, как кишечные микробы влияют на наши гены, мы можем начать представлять новые способы профилактики заболеваний и укрепления здоровья, что приближает нас к персонализированной медицине», — пояснил профессор Алика К. Маунакеа из Медицинской школы Джона А. Бёрнса в UH Mānoa, соавтор исследования.
Повседневные факторы — такие как диета, стресс, лекарства и старение — могут сказываться на этих микробных взаимодействиях. Конкретные примеры:
вырабатываемые бактериями короткоцепочечные жирные кислоты (масляная кислота) подавляют ферменты, «закрывающие» ДНК, делая гены более доступными для считывания, микробный метаболизм фолата (витамина B9) обеспечивает сырье для метилирования ДНК, внеклеточные везикулы (крошечные пузырьки) бактерий могут переносить регуляторные молекулы в наши клетки, изменяя работу генов.
В то же время генетика, диета, возраст и образ жизни человека определяют, какие микроорганизмы будут жить в его кишечнике. Таким образом, возникает петля обратной связи между микробами и их хозяином.
Понимание этой петли — прямой путь к разработке персонализированных методов лечения. Потенциальные применения включают использование микробных биомаркеров для диагностики (биологических сигналов, указывающих на здоровье или болезнь), разработку «живых биопрепаратов» (полезных бактерий, назначаемых как лекарство), усовершенствование трансплантации фекальной микробиоты, при которой микробы из кишечника здоровых доноров переносят пациентам, составление высокоточных индивидуальных диет. Достижения в области искусственного интеллекта и анализа отдельных клеток помогают моделировать эти сложные взаимосвязи в беспрецедентных масштабах.
«В конечном счете, расшифровка взаимодействия микробиома и эпигенома открывает беспрецедентные возможности для прецизионной медицины», — резюмируют исследователи.
Источник энергии для большого мозга человека нашли в кишечнике
Пересадка кала улучшила обмен веществ на несколько лет
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram