Тайный диалог: как кишечные бактерии управляют генами и поведением хозяина

Мы привыкли думать о кишечных бактериях как о скромных помощниках по кухне организма: сидят себе, помогают переваривать обед. Ан нет, друзья. Оказывается, эти микроскопические соседи ведут куда более активную жизнь и даже умеют влиять на работу наших собственных генов. Как будто они не просто гости, а полноценные соавторы нашей жизненной программы. Об этом удивительном открытии пишет Science Daily.

Занавес приоткрыла команда американских ученых, которая решила проследить за «разговорами» между бактериями и их хозяевами. В качестве модели выбрали прозрачных червей Caenorhabditis elegans. И внимание — главным «словом» в этом диалоге оказался... оксид азота. Да-да, та самая простая молекула, которую бактерии щедро выделяют.

Чем же она так важна? Оксид азота — известный внутриклеточный регулятор. Он может прикрепляться к белкам (этот процесс называется S-нитрозилирование) и менять их свойства. Сбои в этой системе связывают с серьёзными недугами: от диабета до болезней Альцгеймера и рака.

И вот ключевое открытие: бактерии целенаправленно используют этот газ, чтобы «нашептывать» инструкции клеткам хозяина. Это не случайный выброс, а sophisticated tool для управления.

Выделяемые молекулы оксида азота атакуют тысячи белков червя, меняя их работу. Среди «мишеней» оказался, например, белок ALG-1 — важнейший регулятор генов, отвечающих за развитие организма. В эксперименте, когда бактерии производили слишком много газа, это вызывало сбой в работе ALG-1, неправильное формирование половых органов и гибель червей. Жестко? Да. Но в природе такого кошмара не случается — хозяин умеет держать своих микрососедей в узде. Баланс — всё.

Раньше мы знали, что микробы используют единичные сигнальные молекулы. Но то, что обнаружили сейчас, — это уже не отдельные слова, а целый «межвидовой язык», на котором, вероятно, могут общаться самые разные симбиотические бактерии. Невероятный масштаб!

Что это нам дает? Авторы работы верят, что оксид азота может стать рычагом для управления симбиозом. Можно ли создать препараты, которые улучшат этот диалог на нашу пользу? И найдутся ли другие «языки» общения? Ученые уже ищут.

И кстати, влияние кишечных бактерий простирается невероятно далеко. Другие исследования показывают, что они могут напрямую влиять на мозг и поведение: одни виды связывают с риском аутизма, другие — с защитой от эпилепсии. Есть даже подозрения, что некоторые бактерии способны пробираться из кишечника прямиком в мозг. Наши внутренние миры оказываются куда более населенными и «разговорчивыми», чем мы могли представить. Не пора ли начать прислушиваться к этому тихому шепоту внутри нас?