«Микробы вашего языка больше похожи на микробы, живущие на чужом языке, чем на микробы, живущие в вашем горле или на деснах!», – заявил один из авторов новой научной работы, которая была проведена исследователями из Калифорнийского университета в Чикаго и Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоул, сообщает портал phys.org.
С точки зрения доктора философии А. Мурата Эрена, рот – идеальное место для изучения микробных сообществ. «Это не только начало желудочно-кишечного тракта, но и очень особенная и небольшая среда, достаточно разнообразная в микробном отношении, чтобы мы действительно могли начать отвечать на интересные вопросы о микробиомах и их эволюции», – сказал Эрен, доцент кафедры. медицины в Чикагском университете. «Существует удивительная степень специфичности в том, что вы обнаруживаете определенные паттерны микробов в разных областях рта – микробы, связанные с языком, сильно отличаются от микробов в зубном налете», – продолжил он. «Микробы вашего языка больше похожи на микробы, живущие на чужом языке, чем на микробы, живущие в вашем горле или на деснах!».
В новой публикации, опубликованной 16 декабря в журнале Genome Biology, Эрен и команда исследователей из Калифорнийского университета в Чикаго и Морской биологической лаборатории в Вудс-Хоул сосредоточили внимание на этой уникальной экологии с помощью новейшего секвенирования и подхода к анализу, чтобы получить лучшее представление о микробиоме полости рта. Исследователи сосредоточились на одном особенно сложном для изучения классе бактерий: сахарибактериях (TM7).
Команда ученых провела тщательное изучение геномов всех микробов, обнаруженных в каждой тестируемой среде, что позволило по-новому взглянуть на состав микробных сообществ полости рта. «Обычно, когда мы изучаем микробную среду, мы берем образцы и считываем только небольшую часть присутствующих геномов – ровно столько, чтобы идентифицировать широкие категории микробов», - сказал Мерен, еще один из авторов работы. «Мы использовали более комплексный подход, называемый метагеномикой, который позволил нам секвенировать все содержание ДНК в наших образцах из ротовой полости. Мы смогли реконструировать целые микробные геномы, идентифицировать новые виды микробов и выяснить место каждого из них на дереве жизни».
Они обнаружили, что разные виды TM7 могут быть собраны в шесть отдельных групп на основе сходства их геномов, что указывает на то, как недавно различные виды отделились друг от друга в своей эволюционной истории. Когда команда сравнила эти группы с другими видами TM7, такими как те, которые обнаруживаются в окружающей среде за пределами тела или в кишечнике человека или животных, они были поражены, обнаружив, что генетически виды TM7 из зубного налета ближе к видам TM7, обнаруженным в грязи, в то время как виды TM7 на языке более напоминают виды, обнаруженные в желудочно-кишечном тракте.
«Когда я впервые построил филогению, сравнивая TM7 языка и зубного налета, и увидел, что они полностью разделены, мой разум взорвался», – сказал первый автор Алон Шайбер, доктор философии, ныне специалист по геномике в Weill Cornell Medicine. «Мы совсем этого не ожидали». Исследователи интерпретируют эти результаты как намек на способность микробов переходить из окружающей среды в человеческое тело. «Наша гипотеза заключается в том, что зубной налет сыграл определенную роль в эволюции микробов, связанных с хозяином, таких как некоторые группы TM7, предлагая это промежуточное пространство, где бактериям не приходится немедленно бороться с угрозами со стороны хозяина», – сказал Мерен.
«После адаптации к зубному налету микробы могут совершить прыжок, чтобы полностью адаптироваться к хозяину в новых местах обитания, таких как язык. Это было для нас самым захватывающим», – продолжил он. «Это показывает, что зубной налет, враг нашего здоровья, от которого мы постоянно пытаемся избавиться, мог в какой-то момент сыграть важную роль в эволюции некоторых микробов, ставших впоследствии называть наши тела своим домом».
Подход метагеномики означал, что исследователи могли идентифицировать новые виды бактерий из полости рта, которые ранее не изучались, из-за проблем, связанных с выращиванием некоторых из этих микробов в лаборатории.
«Ротовая полость настолько легкодоступна, что люди уже давно работают с бактериями изо рта», – сказала соавтор исследования Джессика Марк Уэлч, доктор философии, младший научный сотрудник Морской биологической лаборатории. «Но мы обнаруживаем, что существуют совершенно новые группы микробов, в том числе несколько действительно странных и необычных, которые ранее не рассматривались». Помимо полезности для понимания эволюции и состава микробиома, это и другие подобные исследования могут дать новое представление о роли микробов полости рта в здоровье человека.
«Каждая среда, на которую мы смотрим, имеет эти действительно сложные сообщества бактерий, но почему это так?» – спрашивает Уэлч. «Понимание того, почему эти сообщества настолько сложны и как взаимодействуют различные бактерии, поможет нам исправить бактериальное сообщество, которое наносит вред нашему здоровью, сообщая нам, какие микробы необходимо удалить или добавить обратно». Будущие исследования следует направить на выявление генетических и функциональных связей между этими недавно идентифицированными видами бактерий, особенно в категориях бактерий, отличных от TM7, и на то, как эти микробные сообщества играют роль в биологии человека и болезнях.
Подход метагеномики также окажется полезным для изучения микробных сообществ в других местах, например, в кишечнике и в окружающей среде. «Подобные исследования по-новому показывают нам разнообразие во рту», – резюмирует Уэлч. «Мы изучаем, какие именно гены находятся у разных микробов, что позволит моделировать метаболизм целых сообществ».
