Кишечные бактерии адаптировались к перевариванию ультрапереработанных продуктов

Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе выяснили, что кишечные бактерии способны быстро адаптироваться к изменениям в рационе. Исследование показало: микробы у жителей индустриальных стран эволюционировали так, что научились эффективно расщеплять крахмал из ультрапереработанных продуктов. Результаты опубликованы в журнале Nature. Исследователи изучили геномы почти 30 видов кишечных бактерий, используя данные, собранные в разных регионах мира.

Оказалось, что гены, помогающие переваривать промышленный крахмал, стремительно распространились среди некоторых бактерий. Это произошло благодаря горизонтальному переносу генов – механизму, при котором бактерии обмениваются ДНК между собой. Поскольку промышленный крахмал появился всего несколько десятилетий назад, столь быстрое распространение этих генов указывает на очень интенсивное действие естественного отбора.

Ученые также разработали новый статистический метод, позволяющий выявлять участки бактериальной ДНК, где определенные гены становятся особенно распространенными. Анализ показал, что в развитых и развивающихся странах эволюция кишечных бактерий идет по разным сценариям.

Один из генов был обнаружен исключительно в промышленно развитых регионах. Он связан со способностью расщеплять мальтодекстрин – производное кукурузного крахмала, широко используемое в переработанных продуктах с 1960-х годов. При этом ученые пока не уверены, отвечает ли этот ген только за усвоение мальтодекстрина или за переработку более широкого класса крахмальных соединений.

Бактерии могут получать ДНК разными путями: поглощая ее из окружающей среды, через вирусы или при контакте с другими бактериями. Однако остается неясным, как такие генетические изменения распространяются между людьми, учитывая, что одни и те же штаммы бактерий могут жить в организме человека годами. Открытие подчеркивает, насколько быстро кишечные микробы реагируют на изменения в питании, и указывает на то, что рацион может играть гораздо более значимую роль для здоровья, чем считалось ранее.