Бактерия B. fragilis эволюционирует в кишечнике человека, чтобы чувствовать себя как дома

Исследователи из MIT проанализировали популяционную геномику и метагеномику, чтобы изучить эволюцию микробиома Bacteroides fragilis — одной из самых распространенных бактерий в толстом кишечнике человека. В статье, опубликованной 23 апреля в журнале Cell Host & Microbe, авторы описывают, как этот обычный микроб кишечника адаптируется и эволюционирует внутри отдельных людей, а также в западной и восточной культурах.

Анализ показал, что по крайней мере шестнадцать генов подвергаются внутриличностной эволюции. Большинство мутаций затрагивают пути, связанные с поглощением клетчатки и биосинтезом клеточной оболочки. Хотя мутации наблюдались в одних и тех же типах генов и в сходных их участках, конкретный ген, приобретавший мутации у каждого человека, часто был разным. Это говорит о персонализации бактерий.

Объяснение, почему мишенью становятся именно эти гены, может не ограничиваться только диетой. Возможно, быстрая эволюция — это тактика, необходимая для избегания фагов и иммунных клеток.

Кроме того, авторы обнаружили различия в мутациях между западными и восточными метагеномами. Один аллель был сильно отобран у западных участников (с независимой мутацией у каждого человека), но редко встречался у китайских субъектов. Эта разница наблюдается в гене с неизвестной биологической ролью.

Обычно, изучая изменения в микробиоме, исследователи смотрят на постоянство видового состава, а не на то, что может меняться внутри одного конкретного вида. Однако в свете этих открытий наблюдение за адаптивными способностями отдельных комменсалов, особенно в контексте выбора пробиотиков и микробных терапий, может стать более важным.

В дальнейшем авторы планируют провести более механистические исследования, а также метагеномный и геномный анализ у разных видов комменсалов, как при болезнях, так и в здоровых условиях, чтобы лучше понять масштабы эволюции внутри микробиома.