Mikrober "styrer" menneskets gener

Bakterier i tarmene hæmmer funktionen af enzymer, der er ansvarlige for at styre DNA-lagring.

Folk har længe vidst, at fordøjelsesmikrober har en direkte effekt på metaboliske processer, immunforsvar og en indirekte effekt på hjerneaktivitet. De foretager sandsynligvis deres egne justeringer af genstrukturer: af en eller anden grund aktiveres nogle gener, mens andre blokeres. Hvordan gør bakterier dette?

Eksperter fra Babraham University (UK) hævder, at fordøjelsesmikroorganismer ændrer genaktivitet ved hjælp af korte fedtsyrer, såsom smørsyre. Disse syrer hæmmer virkningen af specifikke enzymer, såsom histondeacytelaser, som kontrollerer menneskelige gener.

Syrerne samarbejder med andre proteinstrukturer kaldet histoner. Sidstnævnte fungerer som DNA-"bevarere". Histoners interaktion med DNA er konstant, men i nogle tilfælde "pakker" de DNA for tæt eller omvendt for svagt. Dette komplicerer aflæsningen af genetisk information af et specifikt molekylært apparat.

Styrken, hvormed histoner "pakker" DNA, afhænger af kemiske modifikationer. Hver cellestruktur har et antal enzymer, der markerer histoner med bestemte markører, hvilket tvinger dem til at "pakke" DNA med varierende grader af tæthed.

Blandt disse enzymer er de histondeacytelaser, som vi allerede er bekendt med. Deres opgave er at fjerne markører fra histoner. Deres funktionalitet afhænger dog også af mange faktorer, såsom molekylære strukturer, der slukker for disse enzymer. Forskning har vist, at tarmmikrober kan bruge fedtsyrer til at slukke for én type histondeacytelase. Som et resultat forbliver histoner "markerede". Bindingen mellem "markerede" histoner og DNA adskiller sig fra bindingen mellem normale histoner – de påvirker genaktiviteten forskelligt.

Hvad kan dette føre til? Tidligere undersøgelser har vist, at enzymets høje aktivitet øger risikoen for at udvikle en ondartet tumor i tyktarmen: Enzymet påvirker genaktiviteten i tarmens epitelstrukturer så meget, at sidstnævnte transformeres og bliver ondartede. Nye eksperimenter på gnavere har vist, at hvis mus "renses" for tarmbakterier, oplever de en markant stigning i aktiviteten af det samme enzym. Ud fra dette kan vi konkludere, at tarmmikrober beskytter mennesker mod ondartede processer i tyktarmen. Selvom denne påstand stadig skal bekræftes af andre undersøgelser.

Afslutningsvis skal det siges, at mikrober syntetiserer langt flere vigtige korte fedtsyrer, hvis en person spiser mere plantebaseret mad (primært frugt og grøntsager). Med andre ord, for at mikroorganismerne i fordøjelsessystemet kan fungere godt, skal de regelmæssigt forsynes med planteprodukter. Denne påstand kan være et yderligere stærkt argument: det er nødvendigt at spise sund mad med tilstrækkeligt forbrug af frugt og grøntsager.

Undersøgelsen er beskrevet i detaljer i Nature Communications.