Кишечные микробы эволюционировали вместе с людьми
Исследование показало, что некоторые виды кишечных микробов эволюционировали вместе с человеком на протяжении сотен тысяч лет, передаваясь из поколения в поколение, подобно генам.
Микробы разделяют эволюционную историю с людьми
Учёные выдвинули гипотезу, что кишечные микробы и их человеческие хозяева кодиверсифицировали — то есть совместно диверсифицировались и эволюционировали по мере расселения людей по миру.
Для проверки гипотезы были собраны и проанализированы данные от 839 взрослых и 386 детей из Камеруна, Южной Кореи, Великобритании, Габона, Вьетнама и Германии. Исследователи использовали:
- Образцы слюны для определения генома человека.
- Образцы фекалий для секвенирования геномов кишечных микробов.
Были построены филогенетические деревья для каждого человека и для 59 штаммов наиболее распространённых видов микробов. Сравнение деревьев выявило градиент соответствия:
- Некоторые бактериальные деревья не совпадали с человеческими.
- Некоторые совпадали очень хорошо, что указывает на кодиверсификацию этих видов с людьми.
Особенности кодиверсифицированных микробов
Микробы, эволюционировавшие в тандеме с людьми, обладают уникальным набором признаков по сравнению с микробами, не прошедшими кодиверсификацию:
- Имеют меньшие размеры генома.
- Обладают большей чувствительностью к кислороду и температуре, часто не способны выживать при температуре ниже температуры человеческого тела.
- Сильно зависят от условий среды человеческого организма и должны быстро передаваться от человека к человеку (например, от матери к ребёнку или внутри сообщества).
В отличие от них, микробы со слабой связью с человеческой эволюцией имеют черты, характерные для свободноживущих бактерий во внешней среде, и могут передаваться через воду и почву.
Значение для медицины и науки
Открытие показывает, что некоторые кишечные микробы ведут себя как часть человеческого генома: это пакеты генов, передаваемые между поколениями и общие для родственных индивидов.
Это знание может помочь:
- Разрабатывать персонализированные методы лечения микробиома, специфичные для разных популяций (например, использование локальных пробиотиков).
- Лучше понять, как микробы переходят от свободного образа жизни к зависимости от условий кишечника человека.
- Предположить, что и другие животные-хозяева могут иметь микробы, кодиверсифицировавшие с ними в ходе эволюции.