Дуже ймовірно, що у вас в кишечнику живе вірус, який десятиліттями залишається непоміченим вченими.

населення

Нове дослідження, проведене дослідниками з Університету штату Сан-Дієго (США), виявило, що більше половини світового населення проживає нещодавно описаний вірус, названий crAssphage, який інфікує один із найпоширеніших кишкових бактерій - Bacteroidetes .

Вважається, що цей край бактерій пов’язаний із ожирінням, діабетом та іншими захворюваннями кишечника. Дослідження з’явилося вчора у Nature Communications .

Роберт А. Едвардс, професор біоінформатики в університеті, та його колеги випадково натрапили на відкриття. Співпрацюючи з запрошеним дослідником та провідним автором дослідження Басом Е. Дутілхом, який зараз знаходиться в Нідерландському медичному центрі університету Радбуда, дослідники використовували результати попередніх досліджень вірусів, що живуть в кишечнику, для виявлення нових вірусів.

У зразках ДНК калу від 12 різних осіб вони виявили, що всі вони мали певний набір вірусної ДНК загальною довжиною близько 97000 пар основ. Коли Едвардс та його колеги хотіли перевірити, чи не було це відкриття повним переліком відомих вірусів, вони виявили, що це не так.

Пошук мікробіома

Потім дослідники шукали вірус через базу даних Проекту мікробіомів людини Національного інституту охорони здоров’я (NIH) та базу даних MG-RAST Національної лабораторії Аргонна (Іллінойс, США), і знову вони виявили його в зразках у людському стільці.

Щоб показати, що вірусна ДНК, яку вони виявили в своїх комп’ютерних даних, насправді існує в природі, вірусолог Університету Сан-Дієго Джон Мокілі використав техніку, відому як ампліфікація ДНК, для виявлення вірусу в оригінальних зразках, використаних для побудови бази.

"Отже, ми маємо біологічне підтвердження того, що вірус, який вони виявили разом із командою, насправді існує у зразках", - пояснює Мокілі в університетській інформації.

Це був новий вірус, про який близько половини людей, включених до зразка, містився в організмі, і про який досі ніхто не знав.

"Незвичайно шукати якийсь новий вірус і знаходити його", - пояснює Едвардс. "Але дуже рідко можна зустріти такий, який є спільним для багатьох людей. Той факт, що він так довго був поза радаром, дуже дивний".

Той факт, що він настільки поширений, свідчить про те, що це, мабуть, теж не особливо молодий вірус.

"Ми в основному знайшли це у кожній популяції, яку ми розглядали", - говорить Едвардс. "З того, що ми можемо сказати, що воно старе, як людина". Він та його команда назвали вірус crAssphage на честь програми, яка використовувалась для його виявлення.

Деякі білки в ДНК crAssphage подібні до білків, що містяться в інших добре описаних вірусах. Це дозволило команді Едвардса визначити, що їхній новий вірус має тип бактеріофагів, тобто що він інфікує та розмножується всередині бактерій; Використовуючи інноваційні методи біоінформатики, вони передбачили, що цей конкретний бактеріофаг розмножується, заражаючи загальний тип бактерій кишечника, відомий як бактеріодети. .

Бактеріодететні бактерії живуть до кінця кишкового тракту, і підозрюється, що вони відіграють важливу роль у взаємозв'язку між кишковими бактеріями та ожирінням. Яку роль відіграє crAssphage у цьому процесі, буде предметом подальших досліджень.

Більше деталей про crAssphage було важко знайти. Невідомо, як передається вірус, але той факт, що він не був знайдений у зразках калу у дуже маленьких немовлят, свідчить про те, що він не передається через матір, а набувається в дитинстві.

Розподіл вірусної ДНК свідчить про те, що її структура кругова. Крім того, лабораторні роботи підтвердили, що вірусна ДНК є єдиним цілим, але виявити, що це важко. "Ми знаємо, що це там, але ми ще не можемо це повністю схопити", - визнає Едвардс.

Після виділення вірусу він сподівається глибше вивчити його роль у ожирінні. Можливо, вірус якимось чином опосередковує активність колоній бактеріодетесів, але чи сприяє crAssphage чи пригнічує процеси, пов’язані з ожирінням в кишечнику, ще належить з’ясувати.

Вірус також може використовуватися для профілактики або пом'якшення інших захворювань, пов'язаних з кишечником, таких як діабет та шлунково-кишкові захворювання.

Як тільки ці процеси будуть краще зрозумілі, Едвардс передбачає, що одного разу медицина буде персоналізована на основі цього вірусу. "У людей ми могли б виділити їх конкретний штам вірусу та маніпулювати ним, щоб атакувати шкідливі бактерії".

Віруси та дієта

У травній системі мешкає найрізноманітніший вірус, але те, як вони впливають на здоров’я та хвороби, недостатньо вивчено. У дослідженні, опублікованому три роки тому на веб-сайті лабораторії Cold Spring Harbor (Нью-Йорк, США), в рамках Genome Research дослідники вивчали динаміку популяцій вірусів в кишечнику людини, даючи нове світло на кишечник "virome" "і як вона відрізняється між людьми і як реагує на зміни в харчуванні.

"Наші тіла схожі на коралові рифи", - пояснив Фредерік Бушман з Медичної школи Перелмана при Університеті Пенсільванії, провідний автор дослідження, "населених багатьма різноманітними істотами, які взаємодіють між собою і з нами". Взаємодія між вірусами, бактеріями та організмом людини має значні наслідки для здоров’я та захворювань людини, особливо в делікатній екосистемі мікробіома кишечника.

Дослідник Сем Майнот, Бушман та їх колеги проаналізували динаміку вірусу кишечника під час порушення дієти. Група вивчала шість здорових добровольців: деякі отримували дієту з високим вмістом жиру та з низьким вмістом клітковини, інші - з низьким вмістом жиру та з високим вмістом клітковини, а одну - безкоштовною.

Проаналізувавши послідовності ДНК вірусів та бактерій, присутніх у фекаліях добровольців протягом восьми днів, вони виявили, що, хоча найбільша різниця у різноманітності вірусів відбувалася між різними особами, з часом дієтичне втручання суттєво змінило частки популяцій вірусів у осіб, які дотримуються однакової дієти, так що вірусні популяції стали більш схожими.

Бібліографічна довідка:

Бас Е. Датіл, Норіко Кассман, Кейтіл Макнейр, Саванна Е. Санчес, Дженнівальдо Г. З. Сільва, Ленс Болінг, Джеремі Дж. Барр, Даан Р. Спет, Віктор Сегурітан, Рамі К. Азіз, Бен Фелтс, Елізабет А. Дінсдейл, Джон Л. Мокілі, Роберт А. Едвардс. Багатий бактеріофаг, виявлений у невідомих послідовностях людських фекальних метагеном. Nature Communications (2014). DOI: 10.1038/ncomms5498.