Aj keď ti to možno príde nechutné, no ľudské črevá sú skutočne hostiteľmi nekontrolovateľných mikroskopických orgií. Aby mikróby v našom tráviacom trakte prežili, musia spolu pravidelne „sexovať“, a to všetko v mene výmeny tajomstiev o tom, ako prežiť smrteľné dávky antibiotík. O štúdii publikovanej v Cell Reports informoval portál ScienceAlert.
Tím výskumníkov z University of Illinois v Urbana-Champaign a University of California Riverside teraz zistil, ako ďaleko tieto bakteriálne orgie siahajú, pričom našiel výmeny, ktoré presahujú to, čo sme doteraz poznali.
Sex v biológii
Baktérie, samozrejme, nemajú pohlavné orgány, ale technicky sa „sex“ v biológii vzťahuje na akýkoľvek proces, ktorým sa vymieňa genetický materiál. Tým, že mikrób vytvorí „dočasné spojenie“ s inou baktériou v našom čreve, môže preniesť svoje gény ďalej. Dokonca nemusí ísť ani o ten istý druh.
Všetko, čo mikrób musí urobiť, je vystrčiť trubicu nazývanú pilus a pripojiť sa k inej bunke. Keď bude dostatočne pripravený, vystrelí prenosný balík DNA, nazývaný aj mobilný genetický prvok. K objavu bakteriálneho pohlavia došlo pred viac ako 70 rokmi, keď si vedci uvedomili, že tento horizontálny prenos génov bol spôsob, akým mikróby zdieľali gény rezistencie na určité antibiotiká.
Nedávno sa ukázalo, že bakteriálny sex sa nevyskytuje len vtedy, keď sú napadnuté mikróby. Stáva sa to neustále a pravdepodobne je to súčasť toho, čo udržuje náš mikrobióm fit a zdravý. Nový výskum teraz zistil, aké gény baktérie vlastne v skutočnosti zdieľajú.
Súťažia o obmedzené zdroje
Štúdia bola vykonaná medzi kmeňom črevných mikróbov nazývaných Bacteroidetes, ktoré tvoria až 80 percent ľudského mikrobiómu a sú dôležitými digestormi. „Veľké, dlhé molekuly zo sladkých zemiakov, fazule, celých zŕn a zeleniny by bez týchto baktérií prešli našimi telami,” vysvetľuje mikrobiológ Patrick Degnan z University of California Riverside.
„Rozbíjajú ich, aby sme z nich mohli získať energiu.” Aby však tieto mikróby kolonizovali ľudské črevo a pomohli nám rozložiť sacharidy, musia súťažiť o obmedzené zdroje v hrubom čreve. Takéto zdroje zahŕňajú vitamín B12 a ďalšie súvisiace zlúčeniny, ktoré pomáhajú poháňať metabolizmus baktérií a syntézu bielkovín.
Väčšina mikróbov v črevách nemá schopnosť syntetizovať tieto kľúčové zlúčeniny samostatne, čo znamená, že musia zo svojho prostredia absorbovať to, čo môžu. Aby to bolo efektívne, oplatí sa mať pripravené gény pre efektívny transportný systém vitamínu B12.
Učia sa
V Petriho miskách aj v modeloch živých myší vedci teraz identifikovali transportéry B12, ktoré sú zdieľané prostredníctvom bakteriálneho pohlavia.
„Sme nadšení z tejto štúdie, pretože ukazuje, že tento proces nie je len pre rezistenciu na antibiotiká,” hovorí Degnan. „Horizontálna výmena génov medzi mikróbmi sa pravdepodobne používa na čokoľvek, čo zvyšuje ich schopnosť prežiť, vrátane zdieľania [génov na transport] vitamínu B12.”
Keď boli dva črevné mikróby umiestnené na misku v laboratóriu, vedci si všimli baktériu, ktorá nedokázala syntetizovať transportné systémy B12 spojené s baktériou, ktorá to dokázala. Akonáhle sexuálny pilus preklenul medzeru medzi nimi, „prijímajúca“ baktéria mohla vybaliť svoj vzácny náklad.
Po experimente výskumníci skúmali genóm prijímajúcej baktérie, ktorá bola stále nažive, a zistili, že obsahuje ďalší pás DNA od darcu. Zdá sa, že medzi živými myšami sa deje niečo podobné. Keď výskumníci podali myši dve formy Bacteroidetes – jednu, ktorá mala gény na prenos B12 a druhú, ktorá nie – zistili, že gény prvej po piatich až deviatich dňoch „preskočili“ na druhú.
„Je to, ako keby dvaja ľudia mali sex a teraz majú obaja červené vlasy,“ hovorí Degnan. Je zaujímavé, že autori poznamenávajú, že sekundárne kolo prenosu génov medzi Bacteroidetes rovnakého druhu prebehlo o niečo rýchlejšie ako prvé kolo, ktoré bolo medzi dvoma rôznymi druhmi.
Zistenia naznačujú, že môže existovať mierna „druhová bariéra“, pokiaľ ide o bakteriálny sex. Aj keď táto bariéra nie je podobná tomu, čo vidíme u cicavcov, kde sa druh môže rozmnožovať iba s iným svojho druhu. Baktérie, zdá sa, nie sú na svojich partnerov ani zďaleka také prieberčivé a naše žalúdky sú za ich promiskuitu veľmi vďačné.
