Een bacterie die adaptief in de menselijke darm leeft verplaatst een meer dan kwart van zijn genen in hoog toestel wanneer het dieet van zijn gastheer van suiker in complexe koolhydraten verandert.
Dit aanpassingsmechanisme niet alleen staat de bacteriële species toe om snel veranderende voedende voorwaarden te overleven maar ook handhaaft de hulp de functies en de stabiliteit van de complexe microbiële maatschappij van de darm hoogst, volgens onderzoekers op de Universitaire School van Washington van Geneeskunde in St.Louis.
Hun bevindingen worden gemeld in 25 Maart, de kwestie van 2005 van de dagboekWetenschap.
De „Bacteriële cellen in het menselijke darmaantal bijna 100 triljoen,“ zegt Jeffrey Gordon, M.D., directeur van het Centrum voor de Wetenschappen van het Genoom bij de Universiteit van Washington en professor van moleculaire biologie en farmacologie. „Samen, kunnen deze microben als een „microbieel orgaan“ worden bekeken dat binnen de darm leeft en oogst, opslaat en energie van het dieet.“ opnieuw verdeelt
Omdat de veranderingen in de samenstelling van dit „microbiële orgaan“ aan volksgezondheid schadelijk kunnen zijn, is het belangrijk om te begrijpen hoe de darmmicroben aan het dynamische milieu van de darm aanpassen en de functionele stabiliteit van de intestinale bioreactor verzekeren, zeggen de onderzoekers. Bovendien kunnen de variaties in de samenstelling van darm microbiële gemeenschappen onder verschillende mensen een belangrijke factor zijn die neiging aan zwaarlijvigheid en op zwaarlijvigheid betrekking hebbende wanorde zoals diabetes en hartkwaal beïnvloedt
De bacterie van de studie, genoemd Bacteriodes thetaiotaomicron of de theta van B., is onder de overvloedigste species in de menselijke darm microbiële gemeenschap. B. de theta splitst anders onverteerbare koolhydraten, zoals dieetvezel op, en voorziet zijn gastheer van voedingsmiddelen terwijl het verkrijgen van voedsel voor zich en andere darm bacteriële species. De volledige genoomopeenvolging van de theta van B. werd geproduceerd twee jaar geleden in het zelfde laboratorium.
De onderzoekers entten kiemvrije muizen in, die geen intestinale bacteriën, met de theta van B. hebben. De muizen werden gevoed een dieet hoog in complexe koolhydraten en laag in eenvoudige suikers. Tien later dagen, werd de activiteit van alle genen in het bacteriële genoom onderzocht in de theta van B. van de ingewanden van de muizen.
Het onderzoekteam vond dat 1.237 van de 4.779 die genen van de bacterie hoogst actief in vergelijking met de theta van B. in een eenvoudig-suikersoep waren wordt gekweekt. De overheersende groep hoog-activiteitengenen werd geïmpliceerd in de aanwinst en de spijsvertering van koolhydraten.
„In muizen voedde complexe koolhydraten, vonden wij dat de microben in bijlage aan kleine voedseldeeltjes in de darm,“ Gordon zegt. „Deze deeltjes rijk aan koolhydraten zijn de de eetkamerlijsten van de bacteriën. Door een reeks te produceren van koolhydraat-bindende proteïnen op zijn buitenoppervlakte, kan de theta van B. op een zetel bij de lijst houden. De bacterie produceert ook de noodzakelijke werktuigen om verschillende types van koolhydraatkettingen in „beet-gerangschikte“ stukken te breken; de werktuigen zijn een verscheidenheid van die enzymen bij verschillende types van koolhydraten worden geleid.“
Toen een reeks kiemvrije muizen een eenvoudig-suikerdieet werd gevoed--in plaats van een complex-koolhydraatdieet--en dan ingeënt met de theta van B., toonde de analyse van de genoomactiviteit aan dat de theta van B. adaptief een verschillende reeks genen die oppervlakteproteïnen coderen en koolhydraat-busting enzymen ingeschakeld had. Deze schakelaar stond de theta van B. toe om te binden aan en de gastheer-geproduceerde slijmkoolhydraten te verteren.