Как и гены, кишечные микробы передаются от одного поколения к другому

Когда первые люди покинули Африку, они несли с собой свои кишечные микробы. Оказывается, эти микробы также эволюционировали вместе с ними.

Микробиом кишечника человека состоит из сотен и тысяч видов бактерий и архей. В пределах данного вида микробов различные штаммы несут разные гены, которые могут повлиять на ваше здоровье и заболевания, к которым вы восприимчивы, сообщает «phys.org».

Существует выраженная вариация в микробном составе и разнообразии кишечного микробиома между людьми, живущими в разных странах мира. Хотя исследователи начинают понимать, какие факторы влияют на состав микробиома, такие, как диета, все еще существует ограниченное понимание того, почему разные группы имеют разные штаммы одного и того же вида микробов в кишечнике.

Недавно опубликованное исследование показало, что микробы не только диверсифицировались со своими ранними современными человеческими хозяевами, когда они путешествовали по всему миру, они следовали эволюции человека, ограничивая себя жизнью в кишечнике. И получается, что микробы делят эволюционную историю с людьми.

Ученые предположили, что по мере того, как люди распространялись по всему миру и диверсифицировались генетически, так же как и микробные виды в их кишечнике. Другими словами, кишечные микробы и их человеческие хозяева «кодиверсировались» и развивались вместе — так же, как люди диверсифицировались так, что люди в Азии выглядели иначе, чем люди в Европе, так же как и их микробиомы.

Исследовательская группа использовала существующие данные из Камеруна, Южной Кореи и Соединенного Королевства, а также дополнительно набрала матерей и их маленьких детей в Габоне, Вьетнаме и Германии. Мы собрали образцы слюны у взрослых, чтобы выяснить их генотип или генетические характеристики, и образцы фекалий для секвенирования геномов их кишечных микробов.
Для анализа специалисты использовали данные 839 взрослых и 386 детей. Чтобы оценить эволюционную историю людей и кишечных микробов, они создали филогенетические деревья для каждого человека, а также для 59 штаммов наиболее распространенных микробных видов.

Ученые обнаружили, что микробы, которые эволюционировали в тандеме с людьми, имеют уникальный набор генов и признаков по сравнению с микробами, которые не кодиверсировались с людьми. Микробы, которые сотрудничали с людьми, имеют меньшие геномы и большую чувствительность к кислороду и температуре, в основном неспособные переносить условия ниже температуры тела человека.

Напротив, кишечные микробы с более слабыми связями с эволюцией человека имеют черты и гены, характерные для свободноживущих бактерий во внешней среде. Этот вывод говорит о том, что кодиверсифицированные микробы очень сильно зависят от условий окружающей среды человеческого организма и должны быстро передаваться от одного человека к другому, либо передаваться из поколения в поколение, либо между людьми, живущими в одних и тех же сообществах.

Подтверждая этот способ передачи, мы обнаружили, что матери и их дети имели одинаковые штаммы микробов в кишечнике. Микробы, которые не были кодиверсифицированы, напротив, с большей вероятностью выживали далеко за пределами тела и могли передаваться более широко через воду и почву.