Bağırsaq bakteriyaları qonşu mikroorqanizmlərdən genlər əldə edə bilir. Bu proses insanların həyat tərzi ilə əlaqəli genetik fərqləri daha da dərinləşdirir.

Aztibb.az "Cell" elmi jurnalına istinadən yazır ki, pəhriz, antibiotiklərdən istifadə və hətta evlərdə su təchizatının vəziyyəti insan bağırsağında məskunlaşan bakteriyaların növ tərkibinə təsir göstərir. Bu fakt uzun illərdir məlum olsa da, alimlər həyat tərzinin bakteriyaların öz genetik quruluşunda təkamül dəyişikliklərinə səbəb olub-olmadığını dəqiq müəyyən edə bilmirdilər.

Bağırsaq bakteriyalarına aid təxminən 6000 genomun təhlili göstərib ki, belə dəyişikliklər həqiqətən baş verir. Araşdırma zamanı sənayeləşmiş regionlarda yaşayan insanlardan əldə edilən bakteriya ştammlarının sənayeləşmə səviyyəsi aşağı olan regionların sakinlərindən götürülmüş ştammlarla müqayisədə daha çox gen daşıdığı müəyyən edilib.

Əlavə genlərin əksəriyyəti nisbətən yaxın dövrdə əldə olunub. Yəni bakteriyalar bu genləri ana hüceyrədən irsi yolla deyil, ətraflarında yaşayan digər mikroorqanizmlərdən alıblar. Beləliklə, müasir həyat tərzi təkcə insan bağırsağında yaşayan bakteriyaların tərkibini deyil, eyni bakteriya növlərinin genetik xüsusiyyətlərini də dəyişdirir.

Tədqiqat Kiel Universitetinin Klinik Molekulyar Biologiya İnstitutunun və Massaçusets Texnologiya İnstitutunun Bioloji Mühəndislik Departamentinin alimləri tərəfindən aparılıb. Təkamül modelləşdirilməsi isə Yaponiyada həyata keçirilib. Tədqiqatda yalnız bakteriya genomları araşdırıldığından, genlərin sayının artmasının insan sağlamlığına müsbət və ya mənfi təsir göstərdiyini söyləmək hələ mümkün deyil.

Araşdırma üçün materiallar mikrobiom tədqiqatlarında indiyədək kifayət qədər təmsil olunmayan icmalardan götürülmüş canlı bakteriya ştammlarını qoruyan qeyri-kommersiya təşkilatı Global Microbiome Conservancy-nin kolleksiyasından əldə edilib.

Tədqiqat çərçivəsində Kamerun, Qana, Malayziya, Nigeriya və Ruandadan olan 20 könüllüdən təzə nəcis nümunələri götürülüb. İştirakçıların heç biri yaxın vaxtlarda antibiotik qəbul etməyib. Alimlər nümunələri götürüldükdən sonra üç saat ərzində emal edib, daha sonra mənfi 196 dərəcə Selsi temperaturunda maye azot vasitəsilə dondurublar.

Laboratoriyada nümunələr oksigensiz mühitdə Petri kasalarına yerləşdirilib və 37 dərəcə temperaturda bir-iki həftə ərzində yetişdirilib. Daha sonra ayrı-ayrı bakteriya koloniyaları seçilərək onların genetik ardıcıllığı müəyyənləşdirilib. Nəticədə 1841 yeni bakteriya genomu əldə olunub. Əvvəllər mövcud olan 4140 ştamm da əlavə edildikdə, kolleksiyadakı genomların ümumi sayı 5981-ə çatıb. Bu genomlar doqquz ölkədən olan 56 donora aid nümunələrdən əldə edilib.

Tədqiqatçılar donorları yaşadıqları regionun inkişaf səviyyəsini əsas götürərək sənayeləşmiş və sənayeləşməmiş ölkə və regionlar üzrə qruplaşdırıblar. Daha sonra hər iki qrupda kifayət qədər təmsil olunan, əsasən bağırsağın aşağı hissəsində yaşayan Bacteroides cinsinə və onun yaxın qohumlarına aid 10 bakteriya növü seçilib. Genetik müxtəlifliyi artıq ətraflı öyrənildiyindən, Escherichia coli (E. coli) bakteriyası araşdırmaya daxil edilməyib.

Nəticələr göstərib ki, seçilmiş 10 bakteriya növünün hamısında sənayeləşmiş regionlardan əldə edilən ştammlar zülal kodlaşdıran daha çox genə malikdir. Bu fərq 10 növdən səkkizində statistik baxımdan əhəmiyyətli olub.

Maraqlıdır ki, hər bir növün bütün ştammlarında mövcud olan əsas genlər arasında ciddi fərq aşkarlanmayıb. Dəyişikliklər yalnız bəzi ştammlarda olub, digərlərində isə rast gəlinməyən əlavə genlərlə bağlıdır. Eyni qanunauyğunluq tədqiqata daxil edilən 34 bakteriya növünün daha geniş müqayisəsində də müşahidə edilib.

Genomun böyüməsi iki fərqli proseslə izah oluna bilər: bakteriyalar yeni genləri son dövrlərdə digər mikroorqanizmlərdən əldə etmiş ola bilər və ya əvvəldən daha böyük genoma malik ştammlar müasir həyat şəraitində daha uğurla çoxalaraq yayılmış ola bilər.

Bu iki ehtimalı fərqləndirmək üçün Yaponiyanın Okinava Elm və Texnologiya İnstitutunun tədqiqatçıları genlərin və onları daşıyan bakteriya növlərinin təkamül tarixini müqayisə ediblər. Genlərin təkamül ağacı ilə bakteriya növlərinin təkamül ağacı arasındakı uyğunsuzluqlar genlərin başqa mikroorqanizmlərdən əldə edildiyini, itirildiyini və ya ötürüldüyünü müəyyənləşdirməyə imkan verib.

Təhlil gen artımının əsasən təkamül ağaclarının son budaqlarında, yəni nisbətən yaxın dövrlərdə baş verdiyini göstərib. Genetik artımın 80-90 faizinin digər mikroorqanizmlərdən üfüqi gen transferi yolu ilə əldə edildiyi müəyyənləşdirilib. Yalnız kiçik bir hissəsi ana hüceyrədən irsi yolla ötürülüb.

Genlərin bir qismi bakteriyalara plazmidlər və bakteriyaları yoluxduran viruslar vasitəsilə çatıb. Bu da mikroorqanizmlərin eyni anda bir neçə geni bir-birinə ötürməsinə şərait yaradır. Belə gen mübadiləsi yalnız bağırsaqda deyil, torpaqda, dəniz suyunda və əriməkdə olan daimi donuşluq ərazilərində də baş verir.

Okinava Elm və Texnologiya İnstitutunun Təkamül Genomikası bölməsinin rəhbəri Gergely Szöllősi bildirib ki, bu metodlar əvvəlcə yüz milyonlarla, hətta milyardlarla il əvvəl baş vermiş təkamül hadisələrini araşdırmaq üçün hazırlanıb. Buna görə də onların bu qədər yaxın keçmişdə baş verən dəyişiklikləri müəyyən edə biləcəyi əvvəlcədən məlum olmayıb. Tədqiqatçı Lenard Szántó metodları yeni araşdırmaya uyğunlaşdırdıqdan sonra sənayeləşmiş regionlarda yaşayan insanların bağırsaq bakteriyalarının yaxın dövrdə qonşu mikroorqanizmlərdən genlər əldə etdiyi və bunun genomların böyüməsinə səbəb olduğu üzə çıxıb.

Alimlər həmçinin müəyyən ediblər ki, araşdırılan bakteriya növlərindəki gen ailələrinin təxminən 5 faizi insanın həyat tərzi ilə əlaqəlidir. Bu nəticələr 1015 nəfərin nəcis nümunəsindən birbaşa əldə edilmiş bakterial DNT məlumatları ilə müqayisə olunub və siqnalların 83 faizinin üst-üstə düşdüyü müəyyən edilib.

Bəzi gen ailələrinin birdən çox bakteriya növündə aşkarlanması təsadüfi dəyişiklik ehtimalını azaldıb. Onlardan ikisi bakteriyaların xarici hüceyrə örtüyünün formalaşmasında iştirak edir. Bu örtük digər mikroorqanizmlərin və insanın immun sisteminin qarşılıqlı əlaqədə olduğu mühüm strukturdur.

Təkrarlanan genlər arasında penisillin qrupuna aid antibiotikləri parçalaya bilən fermenti kodlaşdıran gen də müəyyən edilib. Bu tip genlər mobil DNT vasitəsilə bakteriyalar arasında yayıla və şəhər mühitində, eləcə də kənd təsərrüfatı təsərrüfatlarında antibiotiklərə davamlılığın artmasına töhfə verə bilər.

Tədqiqatçılar zülalın quruluşunu dəyişdirən mutasiyaların onu dəyişdirməyən mutasiyalardan daha sürətlə toplandığı genləri də araşdırıblar. Bu hal adətən müəyyən genetik dəyişikliklərin təbii seçmə nəticəsində üstünlük qazandığını göstərir. Tədqiq olunan genlərin təxminən 1,4 faizi bu meyarlara uyğun gəlib. Onlardan biri stress şəraitində bakteriyanın xarici hüceyrə örtüyünün qorunmasına kömək edir və bu xüsusiyyət üç müxtəlif bakteriya növündə aşkarlanıb.

Ən çox genom məlumatı əldə edilmiş beş bakteriya növündə əsas genlər üzrə ayrı-ayrı DNT dəyişiklikləri də izlənilib. Sənayeləşmiş həyat şəraitində yaşayan insanlarla əlaqəli bakteriyalarda aşkar edilən genetik variantlar əsasən eyni funksiyalarla bağlı olub: hüceyrə divarının qurulması, stressə davamlılıq və B12 vitamininin sintezi.

Eyni tədqiqat qrupunun apardığı əlaqəli başqa bir araşdırmada isə sənayeləşmiş mühitin təsirinə daha çox məruz qalan insanların bağırsaqlarında B12 vitamininin daha çox istehsal olunduğu müəyyən edilib.

Dəyişikliklərin digər istiqaməti bakteriyaların səthində yerləşən molekulun sintezinə cavabdeh genlərlə bağlı olub. İnsan immun sistemi bu molekulu tanıyaraq ona qarşı reaksiya formalaşdırır.

Bununla belə, alimlər hələlik aşkar edilən genetik dəyişikliklərin insanın immun sisteminin fəaliyyətinə necə təsir göstərdiyini araşdırmayıblar. Tədqiqat müəllifləri bu ehtimalın gələcək elmi araşdırmalar üçün mühüm istiqamət olduğunu bildirirlər.