Бабуины помогут людям с пищеварением

Французские ученые из Университета Нотр-Дам в течение 50 лет наблюдают за бабуинами национального парка Амбосели в Кении. В одном из исследований им удалось обнаружить, что на состав микробиома влияют окружающая среда и наследственные факторы.

Кишечный микробиом состоит из совокупности микроорганизмов, грибов, бактерий и вирусов. Он выполняет несколько задач в организме: помогает переваривать пищу, создает жизненно важные витамины и тренирует иммунную систему. Каждый отдельный индивидуум имеет различный видовой и численный состав бактерий, несущих генетическую информацию.

Изучение бабуинов Амбосели началось в 1971 году и продолжается до сих пор. Это одно из самых длительных исследований диких приматов в мире. Наблюдение проходит в привычной для бабуинов экосистеме — саванне в Восточной Африке, западнее гор Килиманджаро. Исследовательские группы отслеживали сотни обезьян в нескольких социальных группах на протяжении всей их жизни и накопили информацию о более чем 1500 животных. Сейчас команда отслеживает 300 особей.

За последние 14 лет ученые собрали более 16 тыс. образцов кишечного микробиома и узнали, что большая часть микроорганизмов наследуется от предков, но может меняться со временем, возрастом и в разные сезоны. Некоторые черты микробиома, наследуемые у приматов, также наследуются и у людей.

«Окружающая среда играет большую роль в образовании микробиоты, чем гены. Однако это исследование заставило нас отказаться от мысли, что гены играют незначительную роль: они имеют всепроникающее, хоть и небольшое значение»,— считает профессор кафедры биологических наук и главный исследователь Элизабет Арчи.

Предыдущий анализ микробиома человека показал: наследуется от 5% до 13% бактерий. Однако Элизабет Арчи и ее команда выдвинули гипотезу: низкий процент связан с однократным измерением микробиома.

Для опытов ученые использовали образцы кала 585 диких бабуинов Амбосели и брали по 20 образцов у каждого животного в разный период времени. Они показывают вариации в диете приматов в засуху и влажный сезон. Экземпляры включают детализированную информацию о хозяине, известных предках, данные о состоянии окружающей среды, социальном поведении, демографии и типе питания на момент сбора.

Исследовательская группа обнаружила, что 97% признаков микробиома в значительной степени наследуемы. Однако когда образец тестируется единожды, как у людей, то процент наследуемости снижается до 5%. Это подчеркивает важность изучения биоматериала от одного и того же хозяина в течение долгого времени.

«Мы имеем основания полагать, что причина, по которой исследователи не обнаружили наследуемость у людей, в том, что у них нет образцов кала, собранных за десятилетия в морозильной камере. А еще — отсутствует информация о хозяине, которая нужна, чтобы выяснить все детали»,— объясняет Элизабет Арчи.

Команда обнаружила доказательства того, что факторы окружающей среды влияют на передачу признаков в микробиоме кишечника по наследству: в сухой сезон передача была на 48% выше, чем во влажный. Возможно, рацион бабуинов был более богат в сезон дождей. Согласно исследованию, наследственность также повышалась с возрастом.

Информация о наследственной передаче микробиома кишечника открывает двери к идентификации бактерий, формирующихся генетикой, в будущем. Последующие методы лечения могут быть адаптированы для людей на основе генетического состава их кишечного биома.