Ці могуць мікробы паўплываць на наша сацыяльнае паводзіны?

Адказ можа вас здзівіць (таксама адказ так)

Важыўшы прыблізна 20 000 генаў, ваш геном падобны на інструкцыю па зборцы Ikea з пекла. Гены - гэта асноўныя інструкцыі, як выглядае ваша цела і як ён працуе: колер вачэй, вяснушкі, нягледзячы на ​​тое, вы - ранішні чалавек, і нават калі яркае святло прымушае вас чхаць. Але, нягледзячы на ​​секвеніраванне тысяч чалавечых геномаў, мы дагэтуль не знайшлі ўсіх частак, якія прыводзяць да хады, размовы і тэкставых паведамленняў чалавека. Мы ўсё больш і больш даведаемся пра тое, якія прадукты кадуюць нашы гены, але мы не цалкам разумеем, як розныя часткі ідуць разам, і колькі кожнай часткі нам трэба. І ў некаторых выпадках нават здаецца, што ў нашых пакетах не хапае некалькіх ключавых частак.

Напрыклад: Адным з кампанентаў, якім не хапае чалавечага геному, з'яўляецца здольнасць сінтэзаваць некаторыя неабходныя вітаміны, такія як біятын і В12. Наш геном не мае генаў для вырабу гэтых вітамінаў, але ў нас ёсць гены, якія кадуюць пераносчыкаў для перамяшчэння вітамінаў у нашы кішачныя клеткі. Гэтыя перавозчыкі распазнаюць спецыфічныя формы вітамінаў, якія выпрацоўваюцца бактэрыямі, якія жывуць у нашым кішачніку. Мы (гаспадары) утрымліваем бактэрыяльныя суполкі (наш «мікрабіямічны кішачнік»), якія гандлююць нам пажыўнымі рэчывамі ў абмен на ўтульны дом (нашы кішкі). Для падтрымання вас патрабуецца поўны працэс падрыхтоўкі вітаміна і паступлення яго ў клеткі. Аднак толькі частка гэтага працэсу кадуецца вашымі генамі.

Увядзенне "Галагенома"

Як паказвае прыклад вышэй, наш геном дае надзейную, але ў канчатковым выніку няпоўную карціну таго, як працуюць нашы целы. Каб атрымаць поўную гісторыю, трэба паглядзець, што навукоўцы называюць "галагеномай". Галагеном ("хола" па-грэцку "цэлае") ставіцца да генаў-гаспадарак, а таксама да ўсіх генаў яго сімбіёзных мікробаў. Каб высветліць, колькі генаў адбываецца ад нашых мікробаў, навукоўцы секвенировали ДНК з кала чалавека. Яны знайшлі каля 3 мільёнаў генаў у мікробных жыхароў кішачніка. Іншымі словамі, наша інструкцыя па генетычнай інструкцыі можа быць прыблізна ў 150 разоў даўжэй, чым мы думалі.

Масіўны памер і складанасць чалавечага мікрабіяму выклікае даследчыкаў, якія цікавяцца, якое ўздзеянне гэтыя бактэрыі аказваюць на іх гаспадароў. Шмат дзесяцігоддзяў сведчаць аб тым, што мікробы мяняюць спосаб пераварвання ежы, але, здаецца, арсенал у 3 мільёны генаў можа зрабіць значна больш, чым дапамагчы вам з'есці некалькі кукурузных шматкоў. Навукоўцы, якія вывучаюць іншыя віды жывёл, выявілі, што ў той час як бактэрыі часта сустракаюцца ў кішачніку, яны могуць аказваць нечаканае ўздзеянне на мозг гаспадароў.

Разгледзім Fruit Fly

Крэдыт: Скот Бауэр, Міністэрства сельскай гаспадаркі ЗША

Каб атрымаць пэўную перспектыву, навукоўцы звярнуліся да класічнай мадэлі арганізма: фруктовая муха. Мух можна карміць рознымі дыетамі, якія, як і мы, уплываюць на іх мікрабіямі. Папуляцыя мух падзялілася на дзве групы: адну кармілі патакай, другую крухмалам. Мух, якія кормяцца мелясой, прыцягвалі іншых мух, якія кормяць патакай, у той час як мушкі, якія сілкуюцца крухмалам, аддаюць перавагу іншым мухам, якія сілкуюцца крухмалам. Лячэнне антыбіётыкамі ліквідуе зрушэнне, і рэінфекцыя аднаўляе яго. Гэта змяненне паводзін зводзілася да адной бактэрыі, Lactobacillus plantarum, якая багатая на мухах, якія сілкуюцца крухмалам, але рэдка сустракаецца ў іншай групе. Далейшае даследаванне паказала, што L. plantarum мадыфікавала вылучаныя хімічныя ферамоны, якія мухі выкарыстоўваюць для выбару партнёра і іншага сацыяльнага зносін. Біялагічны працэс, з якога гэтыя мухі ляпліваюць, быў закадаваны ў галагенэме: мухі генаў выраблялі ферамоны, а бактэрыяльныя гены змянялі іх.

Ферамоны: ад гіены да чалавека

Крэдыт: Наталля Зан

Для таго, каб знайсці ідэальную дату, млекакормячыя выкарыстоўваюць падобны сігнал сігналу феромона, і, падобна, іх мікрабіямы аказваюць моцны ўплыў. Гіены адкладаюць смярдзючую пасту - ласкава / агідна называюць гіенавым алеем - на сцеблах травы.

Дзікія папуляцыі плямістых і паласатых гіен адрозніваюць свае зграі, выкарыстоўваючы розныя хімічныя профілі гэтай пасты, якая вылучаецца з залоз, напоўненых бактэрыямі. Гены гіены з'яўляюцца інструкцыяй для сыравіны гэтай пасты, а бактэрыяльныя гены змяняюць гэтыя злучэнні, каб вызначыць яе подпіс па паху. Нават у паласатай і плямістай гіене бактэрыяльны і хімічны профіль адрозніваюцца паміж полам і рэпрадуктыўным станам. Калі гіена атрымлівае подых гэтай пасты, яны атрымліваюць шмат інфармацыі, каб дзейнічаць. Гэта гіена сябра? Патэнцыйнага таварыша? Гэта жанчына, якая корміць грудзьмі? Усе гэтыя складаныя сацыяльныя падказкі паведамляюць пра паводзіны гіены, і кожны з іх закадаваны праз галагенэму.

Наш нюх менш адчувальны, чым у гіен, але пах па-ранейшаму гуляе важную ролю ў прыцягненні чалавека (хаця, магчыма, на ўзроўні падсвядомасці). Вядомае даследаванне "Футболкі" паказала, што жанчыны аддавалі перавагу водару кашуль, якія носяць мужчыны з вельмі рознымі імуннымі генамі. Жанчыны адчувалі пах доказаў генаў, якія давалі б іх дзецям больш шанцаў змагацца з хваробамі. Але сам пот насамрэч не мае паху. Гэта бактэрыі, якія жывуць у потовых залозах мужчын, якія ферментуюць гэтыя злучэнні, і ствараюць у кожнага чалавека выразны пах. Ізноў гены-гаспадары пачалі працэс, і бактэрыяльныя гены скончылі яго.

Вядома, навакольнае асяроддзе таксама адыгрывае пэўную ролю ў тым, якія рысы нам падабаюцца альбо не падабаюцца ў нашых патэнцыяльных таварышаў. У рэшце рэшт, у нашых генах выкладзены асноўныя інструкцыі. Магчыма, у мяне ёсць ген, які кадуе перавагу прыхільнікаў спорту, і ў патэнцыяльнага партнёра ёсць ген для захаплення спортам. Але калі б я вырас у Бостане, а яны выраслі ў Дэнверы, мы маглі б апранаць футбольныя футболкі, якія адштурхваюцца, калі нашы шляхі нарэшце перасякаюцца.

Мы проста драпаем паверхню таго, як наш мікрабіямін ўплывае на паводзіны

У лепшы бок ці ў горшы бок, генетычная складнік нашых славутасцяў можа паходзіць не толькі ад нашых чалавечых клетак, але і ад мікробаў, якія насяляюць нас. Вышэйзгаданае даследаванне футболак можа быць толькі вяршыняй айсберга - мы проста яшчэ не ведаем, наколькі важныя такія віды мікробнага ўздзеяння, калі гаворка ідзе пра людзей. Улічваючы доказы мікробнага ўплыву на выбар партнёраў у іншых млекакормячых, навукоўцы пашыраюць пошук, каб шукаць падобныя дэтэрмінанты прыцягнення чалавека ў нашых сімбіёз. Механізмы таго, як адбываюцца гэтыя падзеі сігналізацыі паміж гаспадарамі і мікробамі, дагэтуль недастаткова вывучаны, але наступствы відавочныя. Тое, што вы і я робіце не толькі нашай ДНК, але і ДНК усіх бактэрый, якія жывуць у нас.

I Contain Multitudes - гэта шматсерыйная серыя відэа, прысвечаная вывучэнню цудоўнага, схаванага свету мікрабіямы. Вядучы серыяла праводзіць пісьменнік-навук Эд Йонг, прадусаваны HHMI Tangled Bank Studios сумесна з нумарам 608.