Новое исследование показало, что живущие под одной крышей люди обмениваются фрагментами микробиома.
Кишечная микрофлора — это сложная система, которая влияет на иммунитет, обмен веществ и даже на настроение. До недавнего времени считалось, что её формируют в основном диета и образ жизни. Новое исследование показало, что на микробиом также влияют собственные гены человека и гены тех, с кем он живёт.
О том, что гены влияют на кишечные бактерии, учёные догадывались давно. Например, ген лактозы определяет, может ли взрослый человек переваривать молоко. Если он активен, в кишечнике больше бактерий, которые перерабатывают лактозу. Другой пример — ген группы крови ABO, который тоже связан с определёнными видами микробов. Но таких доказанных связей было всего несколько.
Проблема в том, что у людей очень сложно отделить влияние генов от влияния окружающей среды. Люди с похожими генами часто живут вместе, едят одну и ту же еду и обмениваются микробами. Поэтому понять, что именно влияет на микробиом — гены или образ жизни, — трудно.
Работа опубликована в Nature Communications. Учёные из Центра геномного регулирования и Калифорнийского университета в Сан-Диего провели эксперимент на крысах. Они взяли четыре тысячи грызунов, каждая из которых была генетически уникальна. Животных разделили на четыре группы и содержали в разных лабораториях по всей территории США. В каждой лаборатории крысы жили в одинаковых условиях и ели одну и ту же еду — это позволило исключить влияние диеты и среды.
Учёные нашли три участка ДНК, которые неизменно влияли на состав микрофлоры во всех группах. Самая сильная связь была с геном ST6GALNAC1, который добавляет молекулы сахара к слизистой оболочке кишечника. Этот ген был связан с бактерией Paraprevotella, которая питается этими сахарами. Другие гены, связанные с муцином (веществом, формирующим слизистую оболочку), влияли на бактерии из группы Firmicutes. Третий ген, PIP, который отвечает за выработку антибактериальных веществ, был связан с бактериями семейства Muribaculaceae.
Учёные заметили, что численность некоторых бактерий формировалась не только под влиянием собственных генов крысы, но и генов грызунов, с которыми она жила. Это значит, что гены могут распространять своё влияние через микробы, которые передаются от одного животного к другому.
Когда учёные учли этот «социальный эффект» в своих расчётах, оказалось, что общее генетическое влияние на микробиом увеличилось в 4–8 раз. Это говорит о том, что роль генетики в формировании микрофлоры сильно недооценена.
Хотя эксперимент проводили на крысах, результаты могут объяснить, как эти механизмы работают у людей. Мы тоже постоянно обмениваемся микробами с теми, с кем живём.
Это открытие может объяснить, почему одни люди болеют чаще других, даже если у них похожий образ жизни. Например, гены, которые влияют на состав микрофлоры, могут менять риск развития инфекций или аутоиммунных заболеваний. Если у вашего родственника есть гены, которые способствуют росту определённых бактерий, они могут передаться вам и изменить ваш микробиом.
В будущем это открытие позволит разрабатывать новые способы профилактики и лечения болезней. Например, если будет известно, какие гены влияют на микробиом, появится возможность точнее подбирать пробиотики или диету. Или даже разрабатывать лекарства, которые будут менять микрофлору через генетические механизмы.
