Mikrober "styr" människans gener

Bakterier i tarmarna hämmar funktionen hos enzymer som ansvarar för att hantera DNA-lagring.

Människor har länge vetat att matsmältningsmikrober har en direkt effekt på metaboliska processer, immunförsvar och en indirekt effekt på hjärnaktivitet. De gör förmodligen sina egna justeringar av genstrukturer: av någon anledning aktiveras vissa gener, medan andra blockeras. Hur gör bakterier detta?

Experter från Babraham University (Storbritannien) hävdar att matsmältningsmikroorganismer förändrar genaktivitet med hjälp av korta fettsyror, såsom smörsyra. Dessa syror hämmar verkan av specifika enzymer, såsom histondeacytelaser, som kontrollerar mänskliga gener.

Syrorna samarbetar med andra proteinstrukturer som kallas histoner. De senare fungerar som DNA-"bevarare". Histoners interaktion med DNA är konstant, men i vissa fall "packar" de DNA för hårt eller, omvänt, för svagt. Detta komplicerar läsningen av genetisk information av en specifik molekylär apparat.

Styrkan med vilken histoner "packar" DNA beror på kemiska modifieringar. Varje cellstruktur har ett antal enzymer som markerar histoner med vissa markörer, vilket tvingar dem att "packa" DNA med varierande grad av densitet.

Bland dessa enzymer finns de histondeacytelaser som vi redan är bekanta med. Deras uppgift är att ta bort markörer från histoner. Deras funktionalitet beror dock också på många faktorer, såsom molekylära strukturer som stänger av dessa enzymer. Forskning har visat att tarmmikrober kan använda fettsyror för att stänga av en typ av histondeacytlas. Som ett resultat fortsätter histoner att förbli "markerade". Bindningen mellan "markerade" histoner och DNA skiljer sig från bindningen mellan normala histoner – de påverkar genaktiviteten på olika sätt.

Vad kan detta leda till? Tidigare studier har visat att hög aktivitet hos enzymet ökar risken för att utveckla en malign tumör i tjocktarmen: enzymet påverkar genaktiviteten i tarmens epitelstrukturer så mycket att de senare transformeras och blir maligna. Nya experiment på gnagare har visat att om möss "rensas" från tarmbakterier upplever de en markant ökning av aktiviteten hos samma enzym. Av detta kan vi dra slutsatsen att tarmmikrober skyddar människor från maligna processer i tjocktarmen. Även om detta påstående fortfarande behöver bekräftas av andra studier.

Sammanfattningsvis bör det sägas att mikrober syntetiserar mycket viktigare korta fettsyror om en person äter mer växtbaserad mat (främst frukt och grönsaker). Med andra ord, för att mikroorganismer i matsmältningssystemet ska fungera bra behöver de regelbundet få i sig växtprodukter. Detta påstående kan vara ytterligare ett starkt argument: det är nödvändigt att äta hälsosam mat med tillräckligt med frukt och grönsaker.

Studien beskrivs i detalj i Nature Communications.