вторник, 20 марта 2012 г.

Кишечные бактериофаги двигают эволюцию человека и бактерий

Кишечные бактериофаги двигают эволюцию человека и бактерийБактериофаги, специализирующиеся на желудочно-кишечной микрофлоре, сами вносят в свой геном мутации, тем самым подталкивая к развитию бактерий, которые вынуждены защищаться от фагов, и человека, в котором живут и бактерии, и вирусы.

Все знают о том, какую важную роль играет желудочно-кишечная микрофлора, влияние которой распространяется чуть ли не до центральной нервной системы. Человек и микробы-симбионты веками приспосабливались друг к другу. Но взаимоотношения человека и его бактерий тут лишь часть головоломки. Исследователи из Университета Пенсильвании (США) обратили внимание на ещё одного игрока в этой эволюционной гонке — вирусы-бактериофаги.

Бактериофаги поражают бактерии, в том числе желудочно-кишечные, и таким образом опосредованно влияют на нас. Учёные предприняли попытку составить каталог вирусов, которые специализируются на наших кишечных микросимбионтах. Они собрали образцы ДНК у 12 человек и прочитали в общей сумме около 48 млрд генетических букв. Из них авторы работы собрали по частям вирусные геномы. Как и ожидалось, подавляющее большинство вирусов относилось к бактериофагам. Но вирусы — чрезвычайно вариабельные организмы, и следующим шагом учёные попробовали выяснить, какая часть генома вирусов изменяется сильнее всего. Были выделены около 50 гипервариабельных фрагментов генома, и каждый, как оказалось, в той или иной степени имел отношение к обратной транскриптазе. Этот фермент, синтезирующий ДНК по шаблону РНК, обычно встречается у ретровирусов, которые хранят свой геном в виде РНК (к примеру, как ВИЧ).

По мнению учёных, сверхвысокая вариативность гена обратной транскриптазы связана с необходимостью быстро приспосабливаться к условиям среды. Фагу, который специализируется на кишечных бактериях, нужно не только поймать бактерию, но ещё и ускользнуть от защитных систем их общего хозяина. С помощью обратной транскриптазы, как полагают исследователи, вирус постоянно вносит в свой геном изменения, производя вирусные частицы с огромным разнообразием. То есть кишечные бактериофаги сами себя обеспечивают мутациями — сырьём для эволюции. Что заставляет бактерии искать новые способы защиты от паразита. И всё это сказывается на взаимоотношениях эволюции с человеческим организмом: ведь противовирусные изменения нужно провести так, чтобы не нарваться на конфликт с иммунной системой хозяина.

То есть, можно сказать, что бактериофаги, паразитирующие на кишечных бактериях, служат одним из важных эволюционных факторов, в том числе для человека. Осталось только понять, в каком направлении мы благодаря им изменяемся.

Результаты исследования опубликованы в журнале PNAS.

Подготовлено по материалам Университета Пенсильвании.

Оригинальная статья

Поделитесь этой новостью с Вашими друзьями!

Ранее в рубрике "Здоровье":

У зимующих медведей раны затягиваются без шрамов
Несмотря на пониженный обмен веществ во время спячки, у медведей в анабиозе раны залечиваются абсолютно — не остаётся ни следов инфекции, ни шрамов, даже волосяные сумки восстанавливаются. Американские зоологи из университетов Миннесоты и Вайоминга наблюдают диких медведей-барибалов вот уже 25 лет. Поведение и состояние животных учёные оценивают с помощью радиомаяков, которыми в общей сложности ...
  (читать дальше)

Как электрошок помогает от депрессии
Во время депрессии возрастает интенсивность «мусорных» информационных процессов, которые загружают нервные цепи, отвечающие за эмоции, память и внимание. Электрический разряд перезагружает эти нервные пути и возвращает им способность эффективно обрабатывать информацию. Электросудорожная терапия применяется в психиатрии с 30-х годов прошлого века. Хотя электрошок показал свою эффективность при ле...
  (читать дальше)

Рак поджелудочной железы, возможно, будет лечиться
Раковые опухоли поджелудочной железы печально известны быстрым распространением и устойчивостью к традиционным методам лечения. Сопротивление химиотерапии отчасти является следствием того уникального биологического барьера, которым новообразование умудряется себя окружить. Но учёные из Онкоцентра имени Фреда Хатчинсона (США), похоже, знают, как взломать защиту, и это имеет все шансы стать подлинны...
  (читать дальше)

Открытие делает возможным создание лекарств, подавляющих вирус гепатита С
Гепатит С — неизлечимое хроническое инфекционное заболевание, которое медленно убивает как минимум 170 млн человек по всему свету, приводя к циррозу или даже раку печени. С другими вирусными гепатитами (формы А, В и D) борются превентивным вакцинированием либо лекарствами, полностью их уничтожающими (А, В, D и форма E). И только гепатит С никак не хочет сдаваться. Нет ни вакцины, ни надёжного сред...
  (читать дальше)

Как обнаружить болезнь до её начала
Двадцать анализов крови, сорок тысяч молекул и три миллиарда молекулярных флуктуаций — вот что требуется, чтобы пресечь болезнь ещё до её появления. По мнению учёных, не такое уж невыполнимое условие, особенно если речь идёт о заболевании вроде диабета. Статью, появившуюся в свежем номере журнала Cell, злые языки уже успели назвать выдающимся примером нарциссизма: больше года группа из сорока ис...
  (читать дальше)

Фукусиме далеко до Чернобыля
Вице-президент Австралийской ядерной ассоциации Дон Хигсон призвал не ставить Фукусиму на одну доску с Чернобылем. 12 апреля 2011 года — через месяц после цунами — японское ведомство по ядерной и промышленной безопасности повысило рейтинг аварии с пяти до семи, то есть до высшего уровня по международной шкале ядерных событий (INES). Из-за этого создалось ложное впечатление, что Фукусима — тот же...
  (читать дальше)

Неврологическое заболевание можно лечить пересадкой костного мозга
Синдром Ретта возникает из-за неполадок в иммунной системе мозга: местные клетки-уборщики начинают плохо выполнять свою работу. Положение можно поправить с помощью здоровых стволовых клеток костного мозга, которые буду производить здоровые иммунные клетки нервной ткани. Синдром Ретта проявляется у девочек примерно между первыми полу- и полутора годами жизни. Поначалу он похож на обычный аутизм: ...
  (читать дальше)

Новые данные о молекулярном механизме аутоиммунных заболеваний помогли разработать способ их лечения
Аутоиммунные заболевания вроде диабета первого типа и ревматоидного артрита вызываются «сошедшей с ума» иммунной системой, которая, вместо того чтобы защищать организм от внешних атак, атакует здоровые ткани организма. Мутировавшая форма протеина LYP давно подозревается в причастности к возникновению многих форм аутоиммунных недугов, хотя до сих пор о деталях соответствующего молекулярного механиз...
  (читать дальше)

Магний снижает кровяное давление
В Хартфордширском университете (Великобритания) обнаружили, что пищевые добавки с магнием могут обеспечивать небольшое, но клинически значимое снижение кровяного давления. Сердечно-сосудистые заболевания отправляют на тот свет почти половину европейцев. Основным фактором риска летального исхода от сердечно-сосудистых хворей и почечной недостаточности считается повышенное кровяное давление (гипер...
  (читать дальше)
НАСА и ЕКА будут осваивать Марс в четыре этапа
Группа учёных из Европы, Канады и США, включая специалистов НАСА и ЕКА, выделила четыре главных требования к будущим проектам, посвящённым доставке образцов марсианского грунта на Землю. Во главу угла поставлены поиск следов прошлой или нынешней жизни. Отправка человека — на последнем месте. Хотя выполнение первоочередной задачи — всё равно что поиск иголки в стоге сена, учёные полагают, что и...
  (читать дальше)

Как природа осуществляет наноразмерный контроль за солнечной энергией
Начало природного процесса захвата солнечной энергии происходит в абсорбирующих свет протеиновых комплексах, называемых фотосинтетическими реакционными центрами (РЦ). Даже после миллиардов лет эволюции Природа и не думает отказываться от находящегося в центре РЦ абсорбирующего свет гексамерного кофактора, нужного для проведения самой первой химической реакции фотосинтеза — индуцированного светом э...
  (читать дальше)

Почему секс и красный цвет взаимосвязаны
Исследователи пришли к выводу, что красные женские гениталии не возбуждают мужчин — следовательно, для сексуальной символики красного цвета нужно искать иное, менее наглядное объяснение. Обычно поведенческие эксперименты такого рода проводят на млекопитающих. Поэтому то, что в исследовании участвовали не самцы обезьян, а обычные мужчины, добавляет результатам ещё и солидную долю пикантности. С...
  (читать дальше)

Как мысли о смерти нам жить помогают
Размышления о смерти делают нас добрее и внимательнее, а вид на кладбище способен помочь с пошатнувшимся здоровьем. Общество обычно табуирует тему смерти. Считается (и тому есть подтверждения в работах психологов), что мысли о смерти негативно влияют на психику, способствуют асоциальному и даже антисоциальному поведению, и что нормальной жизни «размышления о вечном» следует держать в узде. С пси...
  (читать дальше)

Королевство кривых лучей
Обычно свет распространяется по прямой. Конечно, при помощи сред с различными коэффициентами преломления его можно отклонить. Однако новые исследования двух независимых научных групп показывают, что и сам по себе пучок света может изгибаться до 360˚. Часто новое — это хорошо забытое, но не обязательно старое. В конце 1970-х физики Майкл Берри из Бристольского университета (Великобритания) и Нанд...
  (читать дальше)

Объявлены победители конкурса подводной фотографии
Подведены итоги ежегодного конкурса подводной фотографии, который проходит под эгидой Школы морских и атмосферных наук Университета Майами (США). До участия допускаются только любители, которые зарабатывают на фотографии не более 20% своего дохода. Второе место в категории «Макросъёмка»: «фарфоровый» краб из семейства Porcellanidae, зацепившийся за полип морское перо в национальном парк...
  (читать дальше)

Заболевания дёсен, оказывается, не имеют отношения ни к инфарктам, ни к инсультам
Вот уже два десятка лет учёные твердят о связи между заболеваниями дёсен, инфарктами и инсультами. И вдруг новый анализ данных показывает, что эти заявления ошибочны. Американская кардиологическая ассоциация опубликовала в AHA journal Circulation «научный рапорт», заключающий, что периодонтит не повышает риска возникновения сердечно-сосудистых хворей и не является их причиной. Более того, нет ни м...
  (читать дальше)

Аспирин, возможно, помогает против ожирения
Салициловая кислота, образующаяся в результате расщепления аспирина, активирует расщепление жиров в клетке. Кажется, человечество вот уже более полутораста лет живёт с лекарством от всех болезней, не догадываясь о его чудодейственном всемогуществе. Не так давно проходило сообщение о том, что аспирин можно пить для профилактики рака; полным ходом исследуется его благотворное влияние при сердечно-...
  (читать дальше)

Как звучит симметрия субатомного мира?
Хотите услышать песнь позитрона? Итальянский инженер Доменико Вичинанца, кажется, готов воплотить вашу мечту. Этот человек уже экспериментировал с вулканической активностью и даже играл древнегреческую музыку с «Оркестром забытых звуков». Теперь его влечёт субатомный мир туманных и пузырьковых камер — предшественников современных детекторов частиц. Туманную камеру изобрёл в 1895 году шотландск...
  (читать дальше)

Нам бы расписания взять и отменить
Исследователи из Технологического института Джорджии (США) обнаружили, что отмена управления наземным общественным транспортом при помощи расписания и использование децентрализованной самоуправляющейся схемы позволяет сделать движение более эффективным. В работе, опубликованной в журнале Transportation Research, описан алгоритм, позволяющий минимизировать интервалы между появлениями автобусов на о...
  (читать дальше)