Gen kita membentuk bakteria usus kita, menunjukkan penyelidikan baru

Gen kita membentuk bakteria usus kita, menunjukkan penyelidikan baru

Mikrobioma usus kita - "hutan hujan" bakteria yang hidup di usus kita - sering dipengaruhi oleh gaya hidup kita, termasuk apa yang kita makan atau ubat-ubatan yang kita ambil, kebanyakan kajian menunjukkan.

Tetapi kajian University of Notre Dame telah menemui komponen genetik yang jauh lebih besar daripada yang pernah diketahui.

Dalam kajian yang diterbitkan baru-baru ini di Sains/Ilmu, penyelidik mendapati bahawa kebanyakan bakteria dalam mikrobioma usus dapat diwariskan setelah melihat lebih dari 16,000 profil mikrobioma usus yang dikumpulkan selama 14 tahun dari populasi babun yang telah lama dikaji di Taman Negara Amboseli Kenya. Walau bagaimanapun, keturunan ini berubah dari masa ke masa, mengikut musim dan dengan usia. Pasukan ini juga mendapati bahawa beberapa sifat mikrobioma yang boleh diwariskan pada babun juga dapat diwariskan pada manusia.

"Persekitaran memainkan peranan yang lebih besar dalam membentuk mikrobioma daripada gen anda, tetapi apa yang dilakukan oleh kajian ini adalah menjauhkan kita dari idea bahawa gen memainkan peranan yang sangat kecil dalam mikrobioma kepada gagasan bahawa gen memainkan peranan yang meresap, jika kecil, "Kata Elizabeth Archie, profesor di Jabatan Sains Biologi dan penyelidik utama kajian yang juga berafiliasi dengan Eck Institute for Global Health dan Inisiatif Perubahan Alam Sekitar.

Mikrobioma usus melakukan beberapa pekerjaan. Selain membantu pencernaan makanan, ia menghasilkan vitamin penting dan membantu melatih sistem imun. Penyelidikan baru ini adalah yang pertama menunjukkan hubungan pasti dengan keturunan.

Kajian sebelumnya mengenai mikrobioma usus pada manusia menunjukkan hanya 5 hingga 13 peratus mikroba yang dapat diwariskan, tetapi Archie dan pasukan penyelidik membuat hipotesis bahawa jumlah yang rendah dihasilkan dari pendekatan "snapshot" untuk mengkaji mikrobioma usus: Semua kajian sebelumnya hanya mengukur mikrobiom pada satu tepat pada masanya.

Dalam kajian mereka, para penyelidik menggunakan sampel tinja dari 585 babon Amboseli liar, biasanya dengan lebih dari 20 sampel setiap haiwan. Profil mikrobioma dari sampel menunjukkan variasi dalam diet baboon antara musim hujan dan musim kering. Sampel yang dikumpulkan merangkumi maklumat terperinci mengenai tuan rumah, termasuk keturunan yang diketahui, data mengenai keadaan persekitaran, tingkah laku sosial, demografi dan diet peringkat kumpulan pada saat pengumpulan.

Pasukan penyelidik mendapati bahawa 97 peratus sifat mikrobioma, termasuk kepelbagaian keseluruhan dan banyaknya mikroba individu, dapat diwarisi secara signifikan. Walau bagaimanapun, peratusan turun temurun tampak jauh lebih rendah — hanya menjadi 5 peratus — ketika sampel diuji hanya dari satu titik waktu, seperti yang dilakukan pada manusia. Ini menekankan kepentingan mengkaji sampel dari inang yang sama dari masa ke masa.

"Ini benar-benar menunjukkan bahawa dalam kerja manusia, sebahagian daripada alasan para penyelidik tidak menemukan bahawa heritabilitas adalah kerana pada manusia mereka tidak mempunyai satu dekad dan setengah sampel tinja di dalam pembeku, dan mereka tidak memiliki semua inang awal (individu) maklumat yang mereka perlukan untuk mengetahui maklumat ini, ”kata Archie.

Pasukan ini menemui bukti bahawa faktor persekitaran mempengaruhi sifat heritabiliti dalam mikrobioma usus. Keturunan mikrobioma biasanya 48 peratus lebih tinggi pada musim kemarau daripada di musim hujan, yang mungkin dijelaskan oleh diet babun yang lebih beragam semasa musim hujan. Keturunan juga meningkat seiring bertambahnya usia, menurut kajian itu.

Oleh kerana kajian ini juga menunjukkan kesan persekitaran yang signifikan terhadap mikrobiom usus pada babun, penemuan mereka bersetuju dengan kajian sebelumnya yang menunjukkan bahawa kesan persekitaran terhadap variasi mikrobioma usus memainkan peranan yang lebih besar daripada kesan genetik aditif. Dikombinasikan dengan penemuan komponen genetik mereka, pasukan itu merancang untuk memperbaiki pemahamannya mengenai faktor persekitaran yang terlibat.

Tetapi mengetahui bahawa gen dalam mikrobioma usus dapat diwariskan membuka pintu untuk mengenal pasti mikroba di masa depan yang dibentuk oleh genetik. Di masa depan, terapi dapat disesuaikan untuk orang berdasarkan susunan genetik mikrobioma usus mereka.

Projek Amboseli Baboon, yang dimulakan pada tahun 1971, adalah salah satu kajian primata liar yang paling lama dijalankan di dunia. Berfokus pada babun savana, projek ini terletak di ekosistem Amboseli Afrika Timur, utara Gunung Kilimanjaro. Pasukan penyelidik telah mengesan beratus-ratus babun dalam beberapa kumpulan sosial sepanjang hidup mereka. Penyelidik kini memantau sekitar 300 haiwan, tetapi telah mengumpulkan maklumat sejarah hidup lebih dari 1,500 haiwan.