Друг или враг? Исследование выявило эволюцию спорного кишечного микроба человека

Nov 27, 2023

Blastocystis — предполагаемый паразит — встречается у каждого шестого человека, но заболевают лишь некоторые из нас.

14 июля 2023 г. Автор: Джиллиан Резерфорд

Новое исследование проливает свет на парадоксальную природу Blastocystis, распространенного, но малоизученного возможного паразита, который, по-видимому, эволюционирует, чтобы процветать в бескислородной среде кишечника человека. (Фото: Getty Images)

Blastocystis — один из наиболее распространенных микробов, встречающихся в нашем кишечнике, но его роль в здоровье человека плохо изучена. Инфекция Blastocystis может привести к диарее, тошноте, потере веса и усталости, однако некоторые считают присутствие микроба признаком здорового кишечника.

«Он есть у каждого шестого человека на планете, и мы не знаем, может ли это вам навредить или нет. Вероятно, нам следует знать, как эта штука работает», — говорит Джоэл Дакс, профессор инфекционных заболеваний на факультете медицины и стоматологии и соруководитель нового исследования, опубликованного в журнале Current Biology, целью которого является пролить свет на эволюционную биологию Blastocystis.

«Мы понимаем, что кишечный микробиом является невероятным модулятором здоровья человека. Когда он здоров, он, кажется, защищает человека, но когда он не регулируется, это вызывает всевозможные проблемы», — говорит Дакс, который также является адъюнкт-профессором биологических наук на факультете естественных наук.

Дакс возглавлял международную исследовательскую группу вместе с Анастасиосом Цаусисом, главным исследователем Лаборатории молекулярной и эволюционной паразитологии Школы биологических наук Кентского университета в Великобритании, стремясь понять, как и почему Blastocystis, похоже, следует эволюционному пути. путь к процветанию в бескислородной среде нашего кишечника — путь, аналогичный тому, который уже прошли другие паразиты, например те, которые вызывают вагинит, амебную дизентерию и бобровую лихорадку.

«Они все прошли через этот процесс, поэтому, изучая различных паразитов независимо, подобно историку, вы можете понять, есть ли что-то общее», — объясняет Дакс. «Какие высшие силы? Как происходит сдвиг? Что происходит с клетками и геномами?

«Паразиты интересны, потому что они важны для здоровья человека, а также потому, что они удивительно странные».

Blastocystis — это эукариот или клетка с ядром, очень похожим на те, что встречаются в организме человека и растениях. Это член Stramenopila, группы организмов, в которую входят водоросли, ламинария и водная плесень Phytophthora infestans, вызвавшая ирландский картофельный голод. Stramenopila произошли от организмов, у которых на жгутиках есть специализированные волосоподобные структуры, которые помогают им передвигаться в жидкости, хотя у Blastocystis их больше нет. Это больше похоже на теннисный мяч под микроскопом. Blastocystis передается от человека к человеку при контакте с инфицированными фекалиями или загрязненной водой.

Чтобы изучить эволюцию Blastocystis, команда сравнила его с его очень близким родственником Proteromonas Lacertae, который живет в кишечнике рептилий и до сих пор имеет многие клеточные особенности группы Stramenopila, и таким образом смогли выявить несколько важных открытия.

Например, ранее предполагалось, что за жгутики отвечают только три гена. Сравнивая последовательности генов двух родственных микробов, команда определила около 40 генов, которые могли играть определенную роль. Теперь их можно сузить в будущих исследованиях, деактивируя их по одному.

«Мы смогли открыть путь для исследования фундаментальной структуры этих организмов, которые оказывают огромное глобальное воздействие, таких как диатомовые водоросли, которые отвечают за около 30 процентов производства кислорода на планете, или мицеты, которые до сих пор серьезные патогены сельскохозяйственных культур», — говорит Дакс.

В целом исследователи обнаружили, что Blastocystis потерял многие гены своего общего предка с Proteromonaslacertae, поскольку он специализировался на жизни в кишечнике человека. Считалось, что еще одна функция, которую оба микроба со временем утратили, — это функция пероксисом, частей клетки, участвующих в метаболизме. Как и ожидалось, команда не обнаружила следов пероксисом у Blastocystis; однако, разработав антитела для их тестирования, они обнаружили следы пероксисом в P. Lacertae. Опять же, это открытие, для лучшего понимания которого потребуется дальнейшее исследование, говорит Дакс.