Много е вероятно в червата ви да живее вирус, който от десетилетия остава незабелязан от учените.

вирус

Ново проучване, ръководено от изследователи от държавния университет в Сан Диего (САЩ), установи, че повече от половината от световното население е дом на новоописан вирус, наречен crAssphage, който заразява един от най-често срещаните чревни бактерии, Bacteroidetes .

Смята се, че този ръб на бактерии е свързан със затлъстяването, диабета и други заболявания, свързани с червата. Изследването се появи вчера в Nature Communications .

Робърт А. Едуардс, професор по биоинформатика в университета, и колегите му случайно се натъкват на откритието. Работейки с гостуващ изследовател и водещ автор на изследването Бас Е. Дутил, сега в Медицинския център на университетския университет Радбуд, Холандия, изследователите използваха резултатите от предишни проучвания върху вируси, обитаващи червата, за откриване на нови вируси.

В проби от ДНК на изпражнения от 12 различни индивида те откриха, че всички те имат общ набор от вирусна ДНК, дълъг около 97 000 базови двойки. Когато Едуардс и колегите му искаха да проверят дали това откритие е пълен списък с известни вируси, те откриха, че не е така.

Търсене на микробиома

След това изследователите са търсили вируса чрез базата данни на National Microbiome Project на Националния институт по здравеопазване (NIH) и базата данни MG-RAST на Националната лаборатория Argonne (Илинойс, САЩ) и отново са го открили в изобилие в проби от човешки изпражнения.

За да покаже, че вирусната ДНК, която са открили в компютърните си данни, всъщност съществува в природата, вирусологът от държавния университет в Сан Диего Джон Мокили използва техника, известна като усилване на ДНК, за да локализира вируса в оригиналните проби, използвани за изграждане на базата.

„Така че имаме биологично доказателство, че вирусът, който са открили заедно с екипа, действително съществува в пробите“, обяснява Мокили в университетската информация.

Това беше нов вирус, за който около половината от хората, включени в пробата, имаше в телата си и за който никой не знаеше досега.

„Не е необичайно да потърсите някой нов вирус и да го намерите“, обяснява Едуардс. "Но е много рядко да се намери такъв, който да бъде общ за много хора. Фактът, че е бил извън радара толкова дълго, е много странен.".

Фактът, че е толкова широко разпространен, показва, че и той вероятно не е особено млад вирус.

„Основно го открихме във всяка популация, която разгледахме“, казва Едуардс. "От това, което можем да разберем, че е толкова стар, колкото и човекът." Той и екипът му нарекоха вируса crAssphage, след софтуерната програма, използвана за откриването му.

Някои от протеините в crAssphage DNA са подобни на тези, открити в други добре описани вируси. Това позволи на екипа на Едуардс да установи, че новият им вирус е от типа бактериофаги, т.е. че заразява и репликира вътре бактерии; Използвайки иновативни биоинформативни техники, те прогнозираха, че този конкретен бактериофаг се размножава чрез заразяване на общ тип чревни бактерии, известен като Bacteriodetes. .

Бактериодете бактериите живеят към края на чревния тракт и се подозира, че играят важна роля във връзката между чревните бактерии и затлъстяването. Каква роля играе crAssphage в този процес ще бъде предмет на бъдещите изследвания.

Трудно е да се получат повече подробности за crAssphage. Не е известно как се предава вирусът, но фактът, че не е открит в проби от изпражнения от много малки бебета, предполага, че той не се предава през майката, а се придобива по време на ранна детска възраст.

Разпределението на вирусната ДНК предполага, че нейната структура е кръгова. Освен това лабораторната работа потвърди, че вирусната ДНК е едно цяло, но се оказва трудно да се изолира. "Знаем, че е там, но все още не можем да го уловим", признава Едуардс.

След като вирусът бъде изолиран, той се надява да се задълбочи в ролята му при затлъстяването. Възможно е вирусът по някакъв начин да медиира активността на колониите на Bacteriodetes, но дали crAssphage насърчава или потиска свързаните със затлъстяването процеси в червата, предстои да разберем.

Вирусът може също да се използва за предотвратяване или смекчаване на други заболявания, свързани с червата, като диабет и стомашно-чревни заболявания.

След като тези процеси се разберат по-добре, Едуардс предвижда един ден медицината да бъде персонализирана въз основа на този вирус. "При хората бихме могли да изолираме техния конкретен щам на вируса и да го манипулираме, за да атакува вредни бактерии."

Вируси и диета

Храносмилателната система е дом на голямо разнообразие от вируси, но как те са замесени в здравето и болестите, е слабо разбрано. В проучване, публикувано преди три години на уебсайта на лабораторията Cold Spring Harbor (Ню Йорк, САЩ), в рамките на Genome Research, изследователите са изследвали динамиката на популациите на вируси в червата на човека, давайки нова светлина върху червата "virome "и как се различава между хората и как реагира на промените в диетата.

„Телата ни са като коралови рифове“, обясни Фредерик Бушман от Медицинския факултет „Перелман“ към университета в Пенсилвания, водещ автор на изследването, „обитаван от много и разнообразни същества, които си взаимодействат помежду си и с нас“. Взаимодействията между вируси, бактерии и човешкия гостоприемник имат значителни последици за човешкото здраве и болести, особено в деликатната екосистема на чревния микробиом.

Изследователят Сам Майнот, Бушман и техните колеги анализираха динамиката на виромата на червата по време на диетични нарушения. Групата проучи шест здрави доброволци: някои получиха диета с високо съдържание на мазнини и ниско съдържание на фибри, други диета с ниско съдържание на мазнини и богата на фибри, а една безплатна диета.

Чрез анализ на ДНК последователностите на вируси и бактерии, присъстващи в изпражненията на доброволците в продължение на осем дни, те установяват, че макар и най-голямото вариране на вирусното разнообразие да се наблюдава между различни индивиди, с течение на времето диетичната намеса значително променя пропорциите на популациите на вируса при индивиди на една и съща диета, така че вирусните популации да станат по-сходни.

Библиографска справка:

Bas E. Dutilh, Noriko Cassman, Katelyn McNair, Savannah E. Sanchez, Genivaldo GZ Silva, Lance Boling, Jeremy J. Barr, Daan R. Speth, Victor Seguritan, Ramy K. Aziz, Ben Felts, Elizabeth A. Dinsdale, John Л. Мокили, Робърт А. Едуардс. Силно богат бактериофаг, открит в неизвестните последователности на човешките фекални метагеноми. Nature Communications (2014). DOI: 10.1038/ncomms5498.