Onderzoekers van het Milner Center for Evolution hebben ontdekt dat darmbacteriën samen met hun gastheren evolueren.
Je darmflora, de gemeenschap van bacteriën die in je spijsverteringsstelsel leven, wordt niet alleen beïnvloed door je dieet en omgeving, maar kan ook worden beïnvloed door je genen, zeggen wetenschappers.
Een team van onderzoekers uit de UK en Duitsland die de microflora van muizen bestudeerden, ontdekte dat de genetische samenstelling van de gastheer een significante invloed had op de samenstelling van de bacteriën in de darm, waarbij veel soorten erfelijk waren van generatie op generatie. Ze vonden ook bewijs dat deze microben en hun gastheren samen evolueren en diversifiëren.
Ze onderzochten de verbanden tussen de darmflora en genen die betrokken zijn bij ziekten bij de mens, bijvoorbeeld Inflammatory Bowel Disease (IBD), en ontdekten dat deze genen inderdaad geclusterd waren in de gebieden van het genoom d verband houden met de samenstelling van de darmflora.
Gepubliceerd in het tijdschrift eLife, profileerden de onderzoekers de overvloed aan darmbacteriën die worden aangetroffen in hybride muizenstammen, en keken ze naar de relaties tussen de diversiteit van de microben en de genetica van hun gastheren. Intrigerend genoeg ontdekten ze dat bacteriën waarvan bekend is dat ze co-diversifiëren over zoogdier gastheren, meer kans hebben om te worden geërfd, wat suggereert dat co-evolutie met deze specifieke taxa zou kunnen plaatsvinden.
De onderzoekers, van de Sectie voor Evolutionaire Geneeskunde aan de Universiteit van Kiel en het Max Planck Instituut voor Evolutionaire Biologie (MPI-EB) in Plön onder leiding van professor John Baines, bestudeerden samen met Dr Leslie Turner van de Universiteit van Bath hybriden van muizen, die genetisch diverser waren dan hun in het laboratorium gekweekte verwanten.
De muizen kregen hetzelfde dieet, zodat overeenkomsten of verschillen in het microflora konden worden toegeschreven aan genetica in plaats van aan hun omgeving.
Dr. Leslie Turner, docent van het Milner Center for Evolution aan de Universiteit van Bath, zei: “Eerdere karteringsstudies van de darmflora bij muizen waren grotendeels gebaseerd op ingeteelde laboratorium stammen die een beperkte genetische diversiteit hadden en een aantal van hun inheemse microben misten.
“Hybride muizen afkomstig uit het wild daarentegen zijn meer genetisch gevarieerd en behouden hun gelijkenis met hun wilde microflora. Onze studie had dus een grotere kans om lopende evolutionaire processen in de natuur vast te leggen.”
Hoewel het genetisch in kaart brengen van de damflora bij muizen eerder is onderzocht, is dit de eerste keer dat dit is gedaan bij wilde hybride muizen.
Dr. Turner voegt toe: “Het bestuderen van laboratoriummuizen versus wilde muizen is een beetje als kijken naar honden in plaats van wolven.
“Hoewel sommige van de genen die we ontdekten bij laboratorium onderzoek eerder werden benadrukt als kandidaten die bijdragen aan darmziekten in, identificeerden we ook verschillende nieuwe kandidaat genen die betrokken kunnen zijn bij darm gerelateerde aandoeningen.
“Vervolgens wilden we deze nieuwe kandidaat genen in meer detail bekijken om hun exacte rol in het onderhouden van een relatie met microben te achterhalen.”
Dr. Shauni Doms, hoofdauteur van het artikel van het Max Planck Instituut voor Evolutionaire Biologie (Duitsland), zei: “Onze genetische mapping onthulde meer dan 400 gen regio’s geassocieerd met veranderingen in overvloed in ongeveer 120 verschillende bacteriële taxa binnen de microflora. We hebben dit groot aantal kunnen beperken tot ongeveer 80 kandidaat genen met een hoge betrouwbaarheid, waarvan bekend is dat er veel betrokken zijn bij de herkenning en communicatie met bacteriën.”
Dr. Turner zei: “Onze studie is de eerste die een verband legt tussen erfelijkheid en de mate van diversificatie van bacteriën met hun gastheren tijdens het soort vormingsproces.
“We hopen dat een beter begrip van de genetische architectuur van gastheer-microbe-interacties bij muizen ons nieuwe perspectieven kan geven op menselijke darm gerelateerde aandoeningen en nieuwe inzichten kan bieden in de behandeling en het beheer van deze aandoeningen.”