Кишкові мікроби пригнічують активність ферментів, що керують молекулярною архівацією ДНК.
Ми давно знаємо, що шлунково-кишкові бактерії впливають на обмін речовин, на імунітет і навіть на мозок. Очевидно, вони якось втручаються в роботу генів в наших клітинах, так що якісь гени починають працювати активніше, інші, навпаки, відключаються. Але як бактерії це роблять? Які молекулярні механізми використовують?
Дослідники з Бабрахамського інституту пишуть в Nature Communications, що шлунково-кишкові мікроби можуть впливати на активність генів за допомогою коротких жирних кислот, таких, як олійна кислота. Ці жирні кислоти пригнічують активність особливих ферментів - гістонових деацетилаз, що беруть участь в управлінні нашими генами.
Гістонові деацетилази (HDAC) працюють з іншими білками - гістонами, які служать пакувальниками, або, кажучи інакше, білками-архіваторами ДНК. Гістони весь час взаємодіють з ДНК, але притому вони можуть упакувати її дуже щільно, так що з нею нікому не можна буде працювати, а можуть, навпаки, утримувати ДНК дуже вільно, так що з неї зможуть зчитувати генетичну інформацію спеціальні молекулярні машини.
Наскільки сильно гістони упакують ДНК, залежить від того, які на них будуть хімічні модифікації. І у кожної клітини є цілий набір ферментів, які вішають або знімають з гістонів ті чи інші хімічні мітки, змушуючи ці білки упаковувати ДНК то щільніше, то слабше.
Як можна зрозуміти, до таких ферментів належать і вищезгадані гістонові деацетилази - вони займаються тим, що знімають з гістонів хімічні мітки у вигляді залишків кислот. Але і їх активність теж залежить від різних факторів, в тому числі і від різноманітних молекул, які можуть ці ферменти вимикати. Так от, виявилося, що кишкові бактерії своїми жирними кислотами можуть відключати одну з гістонових деацетилаз - HDAC2. У підсумку з гістонів ніхто не знімає «кислотні» мітки (які навісили на них інші ферменти). Такі мічені гістони пов'язуються з ДНК інакше, ніж «чисті» гістони, і особливим чином налаштовують активність генів.
На що це впливає? З більш ранніх досліджень відомо, що чим вища активність ферменту HDAC2, тим вища ймовірність раку товстої кишки: HDAC2 так налаштовує активність генів у клітинах кишкового епітелію, що вони перероджуються в злоякісні. У нових експериментах мишей позбавляли кишкової мікрофлори, і у тварин дійсно сильно підвищувалася активність HDAC2. Виходить, що бактерії захищають нас від раку товстої кишки - хоча тут все одно потрібно буде провести додаткові дослідження, щоб прояснити зв'язок між ними і шансами отримати пухлину.
Нарешті, необхідно додати, що бактерії виробляють тим більше коротких жирних кислот, чим більше ми їмо фруктів і овочів. Іншими словами, щоб мікроби у нас всередині добре працювали, їм потрібна рослинна сировина - і це ще один потужний аргумент на користь правильного харчування.