Mikrobi "řídí" lidské geny

Bakterie ve střevech inhibují funkci enzymů zodpovědných za ukládání DNA.

Lidé již dlouho vědí, že trávicí mikroby mají přímý vliv na metabolické procesy, imunitní ochranu a nepřímý vliv na mozkovou aktivitu. Pravděpodobně si samy upravují genové struktury: z nějakého důvodu jsou některé geny aktivovány, zatímco jiné jsou blokovány. Jak to bakterie dělají?

Odborníci z Babraham University (Spojené království) tvrdí, že trávicí mikroorganismy mění genovou aktivitu pomocí krátkých mastných kyselin, jako je kyselina máselná. Tyto kyseliny inhibují působení specifických enzymů, jako jsou histondeacetylázy, které řídí lidské geny.

Kyseliny spolupracují s dalšími proteinovými strukturami nazývanými histony. Ty fungují jako „strážci“ DNA. Interakce histonů s DNA je konstantní, ale v některých případech „balí“ DNA příliš pevně nebo naopak příliš slabě. To komplikuje čtení genetické informace specifickým molekulárním aparátem.

Síla, s jakou histony „balí“ DNA, závisí na chemických modifikacích. Každá buněčná struktura má řadu enzymů, které označují histony určitými markery, což je nutí „balit“ DNA s různým stupněm hustoty.

Mezi tyto enzymy patří i histondeacetylázy, které již známe. Jejich úkolem je odstraňovat markery z histonů. Jejich funkčnost však závisí také na mnoha faktorech, jako jsou molekulární struktury, které tyto enzymy vypínají. Výzkum ukázal, že střevní mikroby mohou pomocí mastných kyselin vypnout jeden typ histondeacetylázy. V důsledku toho histony zůstávají „značené“. Vazba mezi „značenými“ histony a DNA se liší od vazby mezi normálními histony – odlišně ovlivňují genovou aktivitu.

K čemu to může vést? Předchozí studie ukázaly, že vysoká aktivita enzymu zvyšuje riziko vzniku maligního nádoru tlustého střeva: enzym ovlivňuje genovou aktivitu v epiteliálních strukturách střeva natolik, že se transformují a stanou se maligními. Nové experimenty na hlodavcích ukázaly, že pokud jsou myši „vyčištěny“ od střevních bakterií, dochází u nich k výraznému zvýšení aktivity stejného enzymu. Z toho můžeme usoudit, že střevní mikroby chrání člověka před maligními procesy v tlustém střevě. Toto tvrzení je však stále třeba potvrdit dalšími studiemi.

Závěrem je třeba říci, že mikroby syntetizují mnohem více důležitějších krátkých mastných kyselin, pokud člověk jí více rostlinné potravy (hlavně ovoce a zeleniny). Jinými slovy, pro kvalitní práci mikroorganismů v trávicím systému je třeba jim pravidelně dodávat rostlinné produkty. Toto tvrzení může být dalším silným argumentem: je nutné jíst zdravé potraviny s dostatečnou konzumací ovoce a zeleniny.

Studie je podrobně popsána v časopise Nature Communications.