Wayne Lewis, Kaliforniya NanoSistemlər İnstitutu

Stefani Baum tərəfindən redaktə edilmiş , Robert Eqan tərəfindən nəzərdən keçirilmişdir

 Redaktorların qeydləriBacteroides müxtəliflik yaradan retroelementlər tərəfindən genomun plastikliyi və zülal təkamülü. DGR-lər liqand bağlayan zülalları sürətlə inkişaf etdirir və insan bağırsaq mikrobiomunda zənginləşir. Biz göstəririk ki, Bacteroides DGR-lərin böyük və müxtəlif çeşidinə malikdir, onların bir çoxu tip V pili üçün uc adhesinlərini şaxələndirir və ştammlar arasında üfüqi şəkildə ötürülə bilər. Bağırsaqdakı digər bakteriyalarla rəqabət apararkən və doğuşdan sonra anadan körpəyə köçürmə zamanı DGR-lər müsbət seçimin sübutunu göstərir. TR, şablon təkrarı; VR, dəyişən təkrar. Kredit: Elm (2025). DOI: 10.1126/science.adv2111

Getdiyiniz hər yerdə, mədə-bağırsaq traktınızda bədəninizi təşkil edən insan hüceyrələrindən çox olan bir mikrob populyasiyası daşıyırsınız.

Bu mikrobiomun bağırsağınızda, beyninizdə və immunitet sisteminizdə sağlamlıqla mühüm əlaqələri var. Bəzi yerli böcəklər vitaminlər, antioksidantlar, qida maddələri və digər faydalı birləşmələr istehsal edir. Hətta birbaşa təsiri neytral görünənlər belə yer tutur ki, bu da zərərli mikrobların içəri keçməsini çətinləşdirir.

Bağırsaq mikrobiomu haqqında hələ də başa düşülməli çox şey var , lakin onun sağlamlıqla əlaqələri bu cəmiyyətin xəstəliklərlə mübarizə aparmaq üçün müalicə potensialını təklif edir. UCLA-dakı Kaliforniya NanoSistemlər İnstitutunun və ya CNSI-nin tədqiqat qrupunun yeni kəşfləri bu istiqamətdə perspektivli bir addım təklif edir.

Alimlər müxtəliflik yaradan retroelementlər adlandırılan mikroblarda genləri dəyişdirən məlum mexanizmi araşdırdılar. DGR-lər bakterial genomlarda xüsusi qaynar nöqtələrdə təsadüfi mutasiyalar yaratmaq üçün birlikdə fəaliyyət göstərən gen kolleksiyalarını daşıyır . Effektiv şəkildə, onlar mikrobların dəyişməsinə və uyğunlaşmasına imkan verərək, ev sahiblərində təkamülü sürətləndirirlər.

DGR-lər bağırsaq mikrobiomunda ölçüldükləri Yerdəki hər hansı digər mühitdən daha çox yayılmışdır. Lakin onların bağırsaqdakı rolu indiyədək araşdırılmayıb.

“Science” jurnalında dərc olunan araşdırmada komanda sağlam həzm sistemində tez-tez rast gəlinən bakteriyaları araşdırıb. Onlar tapdılar ki, bu mikrobların DGR-lərinin təxminən dörddə biri yeni mühitlərdə koloniyaların böyüməsi üçün vacib olan genləri hədəfləyir. Tədqiqatçılar həmçinin DGR-lərin yaxşı səyahət etdiyini nümayiş etdirdilər: Onlar bir bakteriya ştamından yaxınlıqdakı digərlərinə keçə bilirlər və körpələr bağırsaq mikrobiomunun yaranmasına kömək edən DGR-ləri analarından miras alırlar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=308666314&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1760086816&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-sped-evolution-bacteria-gut-microbiome.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4yMDgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjIwOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMjA4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1760086810416&bpp=1&bdt=224&idt=51&shv=r20251009&mjsv=m202510070101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1760086549%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1760086549%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D87e2ccb6da8adec8%3AT%3D1751372215%3ART%3D1760086549%3AS%3DAA-AfjZUvMhCDRLD_DCppu51g7Xx&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=6919437789173&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2105&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=31095046%2C31095080%2C31095081%2C31095145%2C31095148%2C31095150%2C31095154%2C95368093&oid=2&pvsid=3273025263594344&tmod=308177184&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=481x656_l%7C481x656_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=6342

CNSI-nin direktoru, NanoSystems Elmində Fred Kavli kafedrasının sahibi və UCLA-da mikrobiologiya, immunologiya və molekulyar genetika professoru olan baş müəllif Jeff F. Miller, “Mikrobiomun əsl sirlərindən biri bakteriyaların bizi necə koloniyalaşdırdığıdır” dedi. “Bu, insan fiziologiyası ilə sıx əlaqəli yüksək dinamik bir sistemdir və DGR-lər haqqında bu bilik bir gün yaxşı sağlamlığı təşviq edən faydalı mikrobiomların mühəndisliyi üçün tətbiq oluna bilər.”

Bağırsaq mikrobiomunda baş verən dəyişikliklər iltihablı bağırsaq xəstəliyi , Crohn xəstəliyi, metabolik sindrom, kolon xərçəngi və daha çox narahatlıq, depressiya və autizm kimi şərtlərlə əlaqələndirilir. Uşaqlarda xəstəliyə səbəb olan bakteriyaların artması uzun müddətli xroniki otoimmün xəstəlik riski ilə əlaqələndirilir.

“İnkişaf etməkdə olan mikrobiom inkişaf etməkdə olan immun sistemimizlə bağlıdır və bu, bizi həyatımızın qalan hissəsinə hazırlayır” dedi ilk və həmmüəllif müəllif Ben Macadangdang, UCLA Səhiyyə neonatoloqu və UCLA-da David Geffen Tibb Məktəbində pediatriya professoru. “Mikrobiom pozulduqda, biz həyatın sonrakı dövrlərində xroniki xəstəliklərin daha yüksək nisbətlərini görürük. Bu, bu risklərin qarşısını almaq üçün körpə bağırsaq mikrobiomunun mühəndisliyi üçün güclü bir fürsət təqdim edir.”

DGR-lər ilk dəfə Millerin laboratoriyasında aşkar edilmişdir. Genomdakı tək bir nöqtədə, haldan hala dəyişir, DGR-lər DNT-ni təşkil edən dörd hərfli əlifbadan A hərfini əvəz edir və həmin yerə C, G və ya T əlavə edir.

Gündəlik anlayışlar üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosda ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz xəbər bülleteni üçün qeydiyyatdan keçin və mühüm nailiyyətlər, yeniliklər və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniləmələr əldə edin .

Bir çox DGR, bağlayıcı zülalların formasını təyin edən genləri, yəni bir cüt tapmaca parçası kimi digər molekullarla uyğunlaşan zülalları hədəf alır. Bu tip bağlanma hüceyrələrin ətraf aləmlə qarşılıqlı əlaqəsinin əsas mexanizmidir. Bağlayıcı zülallara edilən dəyişikliklər onların qarşılıqlı əlaqə üçün repertuarını genişləndirə bilər, buna görə də DGR-lər mikrobların imkanlarını genişləndirən şəkildə təkamülü sürətləndirir.

Bu sistemi biologiyanın zülalları yenidən qarışdırdığı daha çox tanış olan üsulla müqayisə etmək olar: insan immun sisteminin tanıya biləcəyi işğalçıların siyahısını genişləndirmək üçün yeni antikorların istehsalı. Əksinə, antikorları rekombinasiya edən hər bir immun hüceyrə bunu yalnız bir dəfə edir, DGR-lər isə eyni hüceyrədə dəfələrlə mutasiyalar təqdim edə bilirlər.

DGR-lər həm də müxtəlifliyi genişləndirmək üçün daha güclü mühərrikdir. İmmunitet sisteminin yaratdığı hər bir unikal antikor bir qum dənəciyi olsaydı, bu taxıllar Empire State Building-in 1%-dən az hissəsini doldurardı. Əksinə, DGR-mutasiyaya uğramış zülalların unikal variasiyalarına bərabər qum dənələrini saxlamaq üçün 270 milyon Empire State Building lazımdır.

Miller və onun həmkarları Bacteroides cinsindən olan bağırsaq mikrobiomunda tez-tez görülən bakteriyaların genomunu araşdırdılar. Bu populyasiyada DGR-lər çox idi, hər bir ştama orta hesabla bir, bəzi suşlar isə beşə qədər daşıyırdı. Onlar həmçinin müxtəlif idi, 1100-dən çox unikal DGR müəyyən edilmişdir.

Tədqiqatçılar pili adlanan Bacteroides-dən çıxan tük kimi əlavələr üçün genləri hədəfləyən DGR-lərin bir hissəsinə diqqət yetirdilər. Pili, Velcro-dakı liflər kimi birlikdə hərəkət edərək, bakteriyaların digər mikroblara və ya səthlərə bağlanmasına imkan verir. DGR-lər ilk növbədə pilinin yapışmasına kömək edən zülalları şaxələndirmək üçün işləmişdir. Bu, DGR-lərin Bacteroides-in yeni yerlərə, o cümlədən hər bir insanın bağırsaq mikrobiomunun unikal mühitinə uyğunlaşmasında mühüm rola malik olduğunu göstərir.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=280&slotname=8188791252&adk=1751428779&adf=1092384543&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&fwrn=4&fwrnh=0&lmt=1760086821&rafmt=1&armr=3&format=540×280&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2025-10-sped-evolution-bacteria-gut-microbiome.html&fwr=0&rpe=1&resp_fmts=3&wgl=1&aieuf=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTQwLjAuNzMzOS4yMDgiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siQ2hyb21pdW0iLCIxNDAuMC43MzM5LjIwOCJdLFsiTm90PUE_QnJhbmQiLCIyNC4wLjAuMCJdLFsiR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjE0MC4wLjczMzkuMjA4Il1dLDBd&abgtt=6&dt=1760086810417&bpp=2&bdt=225&idt=52&shv=r20251009&mjsv=m202510070101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3De2af2bea6b3e2e90%3AT%3D1735548424%3ART%3D1760086549%3AS%3DALNI_MZIaWdAh-lthHlhpkWN2g6ZC7xT8A&gpic=UID%3D00000f8412a58936%3AT%3D1735548424%3ART%3D1760086549%3AS%3DALNI_MaJ_6ILTTPz6uEc3lU2rNf9ZPgQbA&eo_id_str=ID%3D87e2ccb6da8adec8%3AT%3D1751372215%3ART%3D1760086549%3AS%3DAA-AfjZUvMhCDRLD_DCppu51g7Xx&prev_fmts=0x0%2C540x280%2C336x280%2C336x280&nras=1&correlator=6919437789173&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=3&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=4643&biw=1521&bih=730&scr_x=0&scr_y=1832&eid=31095046%2C31095080%2C31095081%2C31095145%2C31095148%2C31095150%2C31095154%2C95368093&oid=2&psts=AOrYGsnNmrAHy1aTzw8WdPOfQSWNdAnDWh6RNmiHRlaQ8dnVRPaXlOvb91RTf8ACTFXpUq5iS6P7bXjSzeM0IKPLWrAB6lZGYWawtJMjYLprDSnZww%2CAOrYGsmx9AqGtErUiEVMwGdSMqlOFnakvcye00LtQwoo1uvuh-ESQKjHfm3HSyTMgGFTaGFt3Kvbc6NNMUifwPJoPgaVCT-dcj8Ghpd8mKc%2CAOrYGsnmg9wjM4gCjxu7RMr3uksbI74Y0sEIy7bWkPAweXzn9rzWcxJP2xss9mZpeZsZTM3fSuVdxxmgGKzx-Q8BSyvB7lkbAWf4FJusHBo&pvsid=3273025263594344&tmod=308177184&uas=3&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C1536%2C816%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&plas=481x656_l%7C481x656_r&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=4&fsb=1&dtd=11393

“Biz hesab edirik ki, DGR-lər bakteriyalara pililərinin yapışa biləcəyi şeyi sürətlə dəyişməyə imkan verir” dedi Macadangdang. “Bakteriya bir insanın bağırsaqları üçün optimallaşdırıla bilər, lakin o, çıxıb başqasını koloniyalaşdırmağa çalışarsa, çox fərqli bir mühitlə qarşılaşır. Bağlanmaq üçün yeni bir şey tapmaq bakteriyalara üstünlük verir və düşünürük ki, mikrobiomda bu qədər çox DGR görürük.”

Tədqiqat həmçinin müəyyən etdi ki, DGR-lər üfüqi köçürmə adlanan proses vasitəsilə bir bakteriya ştamından digərinə keçə bilir. Beləliklə, mikroblar öz adaptiv super güclərini onları əhatə edən daha böyük icmada bölüşürlər.

DGR-lərin yeni doğulmuş bağırsaq mikrobiomunun inkişafına necə təsir etdiyini araşdırmaq üçün komanda həyatın ilk ili ərzində anaların və onların uşaqlarının mikrobiomlarını təhlil etdi. Bəzi DGR-lər anadan körpəyə köçürüldü. Nəsillərdə, tədqiqatçılar Bakteriodların pili zülalları üçün DNT dəyişikliklərini təyin etdilər, bu da DGR-lərin yeni evlərində mağaza qurmağa kömək etmək üçün səhvləri dəyişdirdiyini göstərdi. Bu tapıntı DGR-lərin inkişaf etməkdə olan mikrobiomun yaradılması üçün vacib mexanizmlərdən biri olduğunu göstərir.

Tədqiqatçılar laboratoriya modelləri və insanlarda aparılan müşahidə tədqiqatları ilə DGR-lərə və bağırsaq mikrobiomuna daha dərindən baxmağı planlaşdırırlar. Onlar hesab edirlər ki, hazırkı araşdırmada əldə olunan fikirlər insan sağlamlığını yaxşılaşdıran və ya hətta gen mühəndisliyi üçün yeni metodlar yaradan gələcək kəşflər üçün sıçrayış nöqtəsi ola bilər.

“Biz həqiqətən erkən mərhələdəyik” dedi Miller. “Bunun doğurduğu o qədər çox sual var ki, biz mikrobiomda DGR-lər haqqında nə qədər bilmədiyimiz və ya onlardan tətbiqlər üçün istifadənin nə gətirə biləcəyini anlayırıq. Bundan sonra nə olacağı ilə bağlı heç vaxt bu qədər həyəcanlanmamışam.”

Umesh Ahuja, UCLA tədqiqat işçisi, tədqiqatın həmmüəllifidir. Digər həmmüəlliflər UCLA-dan olan Yanling Wang, Cora Woodward, Jessica Revilla, Bennett Shaw, Kayvan Sasaninia, Gillian Varnum və Sara Makanani; və Caltech-dən Chiara Berruto.

Daha çox məlumat: Benjamin R. Macadangdang et al, Müxtəliflik yaradan retroelementlər tərəfindən bağırsaq mikrobiomunda hədəflənmiş protein təkamülü, Elm (2025). DOI: 10.1126/science.adv2111

Jurnal məlumatı: Elm 

Kaliforniya NanoSistemlər İnstitutu