A bélbaktériumok a gazdaszervezet genetikai működését is befolyásolják

A baktériumokból, vírusokból és gombákból álló, mikrobiomnak nevezett közösség emésztőrendszerben élő tagjairól az elmúlt pár évben kiderült, hogy nem csupán az emésztésben, illetve a gyomor- és béltraktus megbetegedéseiben játszanak kulcsszerepet. 

A világ egyik legjelentősebb tudományos egyesülete,  a Science kiadójaként is ismert American Association for the Advancement of Science (AAAS) tavalyi éves konferenciáján egyértelművé vált, hogy a mikrobiom mikroorganizmusai kölcsönhatásban állnak az emberi gazdasejtekkel, jelentősen befolyásolják az anyagcserét és az immunválaszokat, de hatással vannak a neurológiai folyamatokra, a betegségek kimenetelére és általában az egészségre is.

A Cell című nemzetközi sejtbiológiai folyóiratban közölt múlt heti cikk szerint mostanra sikerült rájönni arra is, hogy a baktériumok miként és milyen hatékonysággal kommunikálnak. A Harvard, a Case Western Reserve és a Clevelandi Egyetem orvosbiológus-kutatói az emlősök emésztőrendszerének mikroorganizmusait vizsgálták. Arra voltak kíváncsiak, hogy az ezek által termelt nitrogén-monoxid (NO) hat-e a gazdaszervezetre, és ha igen, hogyan. Ehhez azonban nem egy emlőst, hanem az emlősök genetikai működésének modellezésére előszeretettel használt Caenorhabditis elegans nevezetű fonálféregfajt használtak.

Népszerű illusztráció a bélflórárólFotó: JACOPIN/BSIP

Alakul a molekula

Az már eddig is nyilvánvaló volt, hogy a nitrogén-monoxid az emlősök, így az emberek szervezetében az egyik leguniverzálisabb celluláris (vagyis sejten belüli és sejtek közötti) jelátviteli molekula. Neurológiai, fiziológiai és immunológiai folyamatok résztvevője, de kulcsszerepet játszik a keringés szabályozásában is – nem véletlen, hogy a férfi potencianövelők java e molekulával operál. Ezen túl neurotranszmitterként van jelen az idegsejtek plaszticitását, a kognitív funkciókat szabályozó folyamatokban is, az immunrendszer pedig afféle „védőgázként” veti be, kihasználva a kórokozókra kifejtett baktericid, antivirális, sőt tumorellenes hatását. 

A nitrogén-monoxid molekula 3D-s modelljeForrás: Wikipédia

Az amerikai kutatók azt is tudták már, hogy a bélbaktériumok által termelt egyszerű molekula az immunrendszer első, a belekben lévő védvonalának nélkülözhetetlen tagja, ahogy azt is, hogy bizonyos esetekben módosítja egyes létfontosságú fehérjék funkcióit. Ám kiderült, hogy az NO ennél még többre is képes.

Génszintű hatás

A kísérletsorozatban a férgektől az emberig az állatvilág jelentős részében megtalálható, fontos ALG-1 néven jegyzett, a génkifejeződés mechanizmusaiban kulcszerepet játszó fehérje és nitrogén-monoxid – S-nitrozilációnak nevezett – kölcsönhatását vizsgálták a fejlődésben lévő  Caenorhabditis elegans példányok szervezetében. 

Kiderült, hogy az NO-koncentráció alapvetően befolyásolta a fejlődés kulcsát jelentő fehérje működését, és így a génexpressziót. 

A kutatók szerint a nitrogén-monoxid ezen képessége lehetőséget nyújt „a bélflóra és a gazdatest szimbiotikus kapcsolatának terápiás manipulálására”. Azaz a még részletesebben feltárandó mechanizmus bevethető lesz a gyógyászatban is, főleg az olyan, a sejtközi kommunikáció zavarára visszavezethető betegségeknél, mint például az Alzheimer-kór. 

Korábban az alábbi cikkeinkben foglalkoztunk a mikrobiommal és a bélflórával:

A kokain és a hatalmi mámor neurobiológiája

A legdrágább illegális drogként számon tartott stimuláns az agy jutalmazó központjának működését befolyásolva egyszerre több helyen fejti ki hatását. A hatalmi mámor, az extrém motiváció, a hiperaktivitás és a zsigeri eufória együtteséért azonban nagy árat kell fizetni: a drogkereső magatartás beleég az idegsejtek kapcsolataiba.

A várható környezeti katasztrófa miatt megkezdték a Föld kincseinek archiválását

A Föld összes kulturális és ökológiai kincsét 3D-s térképre vinné kutatók egy csoportja – különös tekintettel a kincsek közeljövőben várható pusztulására. A LIDAR-os adatfelvételt azokon a területeken kezdik, amelyek a leginkább ki vannak téve a klímaváltozás hatásainak. Az ötletgazda szerint irtózatos mennyiségű munkáról van szó, amelynek eredményét leghamarabb a gyerekeik unokái élvezhetik majd.