Ученые из Университета Кейс Вестерн резерв, Кливлендского университета и Гарвардской медицинской школы описали новый механизм межвидового общения, который позволяет симбиотическим микроорганизмам взаимодействовать с клетками животных. Эксперименты проводились на червях Caenorhabditis elegans, но, по мнению исследователей, аналогичные процессы могут происходить и в организме человека.

Кишечные бактерии, известные своей ролью в переваривании пищи, оказывают гораздо более широкое влияние. Как сообщает Science Daily, они способны воздействовать на работу генов хозяина, используя оксид азота, который выделяется из кишечника. Эта молекула участвует в внутриклеточной регуляции, модифицируя белки и изменяя их активность через процесс, известный как S-нитрозилирование. Нарушения в этом процессе могут быть связаны с серьезными заболеваниями, такими как диабет, рак и болезнь Альцгеймера.

В ходе исследования было установлено, что бактерии используют оксид азота для воздействия на клетки хозяина. Выделяемые ими молекулы прикрепляются к тысячам белков, включая важный регулятор ALG-1, который отвечает за развитие организма. Избыточное количество оксида азота приводило к сбоям в работе этого белка, что вызывало неправильное формирование половых органов и гибель червей. Однако в естественных условиях организм хозяина способен адаптироваться к изменениям, вызываемым симбионтами.

Ранее ученые отмечали, что микроорганизмы используют редкие молекулы для общения с клетками хозяев, но новое открытие открывает перспективу существования целого "языка" межвидового общения, доступного для различных видов симбиотических бактерий. Авторы исследования предполагают, что оксид азота может стать ключом к манипуляции этими симбиотическими отношениями, что в будущем может привести к созданию новых препаратов для улучшения передачи сигналов от бактерий к хозяевам.

Кроме того, новые данные указывают на то, что кишечные бактерии могут оказывать влияние на психику и поведение человека. Разные виды микроорганизмов могут быть связаны с развитием аутизма или, наоборот, защитой от эпилепсии. Некоторые из них, возможно, способны проникать из кишечника в мозг, что открывает новые горизонты для исследований в области связи между микробиотой и психическим здоровьем.