В человеке живет до нескольких килограммов бактерий, поэтому очень важно знать, как они живут, что делают и как работает такое важное умение, как горизонтальный перенос генов.
Биологи называют так способность передавать гены не только потомству, как у всех животных, но и просто друг другу. Делать это умеют только бактерии, которые с помощью горизонтального переноса быстрее приспосабливаются к переменам. Например, микробы могут делиться друг с другом полезными генами, которые помогают им выстоять против антибиотиков. Именно так и появляются устойчивые к лекарствам представители золотистого стафилококка, туберкулезной палочки и других вредных бактерий.
Ученые из США и Южной Кореи разработали метод, который помог узнать, насколько часто жители человеческого тела обмениваются генами. Они использовали данные исследования Human Microbiome Project о геномах 1000 бактерий и архей из шести разных сред человеческого тела — кишечника, кожи, полости рта, крови, мочеполовой системы и дыхательных путей. После этого они построили филогенетические деревья для генов бактерий и сопоставили их с филогенетическими деревьями, составленными по рибосомальной РНК (16S).
Рибосомальная 16S РНК считается очень консервативной — почти не меняется на протяжении десятков миллионов лет. Поэтому ее часто используют для построения биологической генеалогии. По относительно немногочисленным мутациям в последовательности этой РНК можно узнать, какой вид какому приходится родственником, да и вообще установить видовую принадлежность микроорганизма.
Сравнив два древа, ученые смогли выловить гены, которые явно не проделали весь эволюционный путь со своим родным организмом, а были получены им «в подарок» или просто найдены где-то. Оказалось, что к таким относятся более 50% всех генов микробов, живущих в человеке. Кроме этого, ученые опробовали свою методику на микробиоте из окружающего мира, и оказалось, что «человеческие» бактерии обмениваются генами на 30% больше.
Читайте также: Ты то, что ты ешь. Как растения-паразиты используют гены хозяев
Кроме того, благодаря тому, что исследованные геномы происходили из разных частей человека, ученые смогли сравнить интенсивность переноса внутри отдельного органа с переносом между разными частями тела. Только 40% генов участвовали в обмене между микробами, живущими неподалеку, остальная же часть поменяла хозяев, несмотря на границы, разделяющие кишечник, кровь и легкие. Как это получилось и почему так произошло, пока непонятно — ученые предполагают, что бактериальные гены, возможно, разносит ток крови, но вопрос путешествия чужих генов по нашему телу пока не изучен.
Максим Абдулаев