Τα μικρόβια "κατευθύνουν" τα ανθρώπινα γονίδια

Τα βακτήρια στα έντερα αναστέλλουν τη λειτουργία των ενζύμων που είναι υπεύθυνα για τη διαχείριση της αποθήκευσης DNA.

Οι άνθρωποι γνωρίζουν εδώ και καιρό ότι τα πεπτικά μικρόβια έχουν άμεση επίδραση στις μεταβολικές διεργασίες, την ανοσολογική προστασία και έμμεση επίδραση στην εγκεφαλική δραστηριότητα. Πιθανότατα κάνουν τις δικές τους προσαρμογές στις γονιδιακές δομές: για κάποιο λόγο, ορισμένα γονίδια ενεργοποιούνται, ενώ άλλα μπλοκάρονται. Πώς το κάνουν αυτό τα βακτήρια;

Ειδικοί από το Πανεπιστήμιο Babraham (Ηνωμένο Βασίλειο) ισχυρίζονται ότι οι πεπτικοί μικροοργανισμοί αλλάζουν τη γονιδιακή δραστηριότητα χρησιμοποιώντας σύντομα λιπαρά οξέα, όπως το βουτυρικό οξύ. Αυτά τα οξέα αναστέλλουν τη δράση συγκεκριμένων ενζύμων, όπως οι ιστονικές δεακυτελάσες, τα οποία ελέγχουν τα ανθρώπινα γονίδια.

Τα οξέα συνεργάζονται με άλλες πρωτεϊνικές δομές που ονομάζονται ιστόνες. Οι τελευταίες λειτουργούν ως "φύλακες" του DNA. Η αλληλεπίδραση των ιστονών με το DNA είναι σταθερή, αλλά σε ορισμένες περιπτώσεις "συσκευάζουν" το DNA πολύ σφιχτά ή, αντίθετα, πολύ αδύναμα. Αυτό περιπλέκει την ανάγνωση γενετικών πληροφοριών από μια συγκεκριμένη μοριακή συσκευή.

Η ισχύς με την οποία οι ιστόνες "συσκευάζουν" το DNA εξαρτάται από χημικές τροποποιήσεις. Κάθε κυτταρική δομή έχει έναν αριθμό ενζύμων που σηματοδοτούν τις ιστόνες με ορισμένους δείκτες, γεγονός που τις αναγκάζει να "συσκευάζουν" το DNA με ποικίλους βαθμούς πυκνότητας.

Μεταξύ αυτών των ενζύμων είναι οι ιστονικές δεακυτελάσες με τις οποίες είμαστε ήδη εξοικειωμένοι. Η δουλειά τους είναι να αφαιρούν δείκτες από τις ιστόνες. Ωστόσο, η λειτουργικότητά τους εξαρτάται επίσης από πολλούς παράγοντες, όπως οι μοριακές δομές που απενεργοποιούν αυτά τα ένζυμα. Έρευνες έχουν δείξει ότι τα εντερικά μικρόβια μπορούν να χρησιμοποιήσουν λιπαρά οξέα για να απενεργοποιήσουν έναν τύπο ιστονικής δεακυτελάσης. Ως αποτέλεσμα, οι ιστόνες συνεχίζουν να παραμένουν «σημασμένες». Ο δεσμός μεταξύ των «σημασμένων» ιστονών και του DNA διαφέρει από τον δεσμό μεταξύ των φυσιολογικών ιστονών - επηρεάζουν τη γονιδιακή δραστηριότητα διαφορετικά.

Σε τι μπορεί να οδηγήσει αυτό; Προηγούμενες μελέτες έχουν δείξει ότι η υψηλή δραστηριότητα του ενζύμου αυξάνει τον κίνδυνο ανάπτυξης κακοήθους όγκου του παχέος εντέρου: το ένζυμο επηρεάζει τη γονιδιακή δραστηριότητα στις επιθηλιακές δομές του εντέρου τόσο πολύ που οι τελευταίες μετασχηματίζονται και γίνονται κακοήθεις. Νέα πειράματα σε τρωκτικά έχουν δείξει ότι εάν τα ποντίκια «καθαριστούν» από τα εντερικά βακτήρια, βιώνουν μια σημαντική αύξηση στη δραστηριότητα του ίδιου ενζύμου. Από αυτό μπορούμε να συμπεράνουμε ότι τα εντερικά μικρόβια προστατεύουν τους ανθρώπους από κακοήθεις διεργασίες στο κόλον. Αν και αυτή η δήλωση πρέπει ακόμη να επιβεβαιωθεί από άλλες μελέτες.

Συμπερασματικά, πρέπει να ειπωθεί ότι τα μικρόβια συνθέτουν πολύ πιο σημαντικά βραχέα λιπαρά οξέα εάν ένα άτομο τρώει περισσότερες φυτικές τροφές (κυρίως φρούτα και λαχανικά). Με άλλα λόγια, για την ποιοτική λειτουργία των μικροοργανισμών στο πεπτικό σύστημα, πρέπει να τους παρέχονται τακτικά φυτικά προϊόντα. Αυτή η δήλωση μπορεί να αποτελέσει ένα επιπλέον ισχυρό επιχείρημα: είναι απαραίτητο να τρώμε υγιεινά τρόφιμα με επαρκή κατανάλωση φρούτων και λαχανικών.

Η μελέτη περιγράφεται λεπτομερώς στο Nature Communications.