🤱В маме и ребенке живут разные бактерии, но некоторые гены у них все равно общие. Как так получается?
Исследователи собирали образцы кишечного микробиома у 70 пар мать-дитя в период от поздних сроков беременности до одного года после родов. Они сравнили наборы бактерий из кишечника матери и ребенка и выделили тех, что есть только у матери. А затем поискали их геномы в микробиоме детского кишечника.
Среди 22 пар мать-дитя нашлось 977 таких генов. Ученые предположили, что они попали в микробиом младенцев через горизонтальный перенос. Донорами, судя по всему, выступили 11 видов материнских бактерий. В 81 проценте случаев это были материнские B. cellulosilyticus, B. uniformis или A. putredinis (они отдали 186, 289 и 313 мобильных элементов соответственно). При этом получатели генов принадлежали к другим видам, родам и даже более крупным группам бактерий.
Из 373 мобильных элементов 80 составили гены, связанные с трансдукцией, транспозонами и конъюгацией. Это значит, что перенос генов был действительно горизонтальным и то, что этот перенос мог произойти сразу несколькими путями.
Кроме того, ученые обнаружили сегмент ДНК длиной 71930 пар оснований, который достоверно принадлежал профагу, то есть геному бактериофага в хромосоме бактерии. Одна и та же последовательность профага нашлась у материнской B. uniformis и B. thetaiotaomicron младенца в возрасте 3 и 6 месяцев.
Исследователи заметили еще 30 сегментов, которые также могут принадлежать профагам (9 у матерей, 21 у младенцев), — а значит, здесь наверняка сработал механизм горизонтального переноса генов через бактериофаги.
Оставшиеся гены — из тех, что были общими у разных бактерий матери и ребенка, — отвечали за углеводный обмен (15 процентов), метаболизм и транспорт аминокислот (4 процента), а также приобретение и хранение железа (4 процента). Поэтому авторы работы предположили, что перенос генов может влиять на метаболизм бактерий-реципиентов.
Еще исследователи заметили ассоциацию: чем больше у матери Bacteroides cellulosilyticus, тем больше бактерии ребенка выделяют гликозидгидролаз — ферментов, которые переваривают сахара из грудного молока. При этом сами бактерии отряда Bacteroidales редко передавались от матери к ребенку. Поэтому ученые заключили, что горизонтальный перенос генов помогает материнским микробам «научить» ребенка усваивать грудное молоко.