Кишечные бактерии человека «занимаются сексом», чтобы делиться витамином B₁₂

Кишечные бактерии так же нуждаются в витамине B₁₂, как и человек. Новое исследование показывает, что они передают гены через «секс» (горизонтальный перенос генов), чтобы получать этот витамин.

Без витамина B₁₂ большинство живых клеток не могут функционировать, что создаёт сильную конкуренцию за него в природе. Исследование Калифорнийского университета в Риверсайде демонстрирует, что полезные кишечные микробы делятся способностью получать этот ценный ресурс друг с другом.

«Процесс включает образование трубки (секс-пилюса), через которую ДНК может перейти из одной клетки в другую», — пояснил микробиолог и ведущий автор исследования Патрик Дегнан.

До сих пор большинство изученных примеров такого переноса были связаны с устойчивостью к антибиотикам. «Мы рады, что это исследование показывает: процесс используется не только для устойчивости. Горизонтальный обмен генами, вероятно, применяется микробами для всего, что повышает их шансы на выживание, включая обмен генами для транспорта витамина B₁₂», — сказал Дегнан.

Экспериментальное подтверждение

Команда смешала в чашке бактерии, способные транспортировать B₁₂, и те, которые не могли. Бактерии получили возможность сформировать секс-пилюс. После этого ранее неспособные бактерии остались живы и приобрели гены, отвечающие за транспорт B₁₂.

Анализ всего генома показал, что у бактерий-реципиентов появилась дополнительная «полоса» ДНК, полученная от донора. Эксперимент был успешен не только in vitro, но и in vivo — внутри мышей.

Значение бактерий Bacteroides

Исследование проводилось на полезных кишечных бактериях Bacteroides, обитающих в толстом кишечнике большинства людей. Они выполняют ключевые функции:

• Расщепляют сложные углеводы (из сладкого картофеля, бобов, цельнозерновых и овощей) для получения энергии.
• Создают в кишечнике барьерный слой, помогающий сдерживать вторжение патогенов.

«Нет единственного способа иметь здоровый микробиом, но, как правило, разнообразное сообщество анаэробных бактерий — это полезно и может иметь благотворные эффекты», — заключил Дегнан.

Результаты исследования опубликованы в журнале Cell Reports.