Ученые из МФТИ нашли способ быстро провести «перепись» микрофлоры

Ученые из МФТИ создали методику быстрой оценки численности и генетического разнообразия различных представителей микрофлоры в человеческом организме, используя своеобразные «ключевые слова» в их ДНК.

Российские биоинформатики из московского Физтеха нашли способ быстро провести полную генетическую перепись всех микробов, обитающих в кишечнике и в других тканях тела человека, что поможет определить, как состав микрофлоры влияет на здоровье людей, сообщает пресс-служба ВУЗа.

«Интересно, что гены можно рассматривать не только как участки ДНК с закодированными в них белками, но и как просто информацию. Именно такое информационное различие позволило нам выявить новые участки ДНК — не описанные в каталоге известных генов. Интересно посмотреть, как такой подход будет использоваться другими группами», — заявил Дмитрий Алексеев, один из авторов статьи и заместитель заведующего Лабораторией системной биологии МФТИ.

Тело человека, по последним подсчетам ученых, содержит в себе примерно 39 триллионов бактерий, обитающих в кишечнике, ротовой полости и в других тканях, что немногим больше, чем общее число клеток в нашем организме. Исследования последних годов показывают, что микробы активно влияют на наше здоровье, управляя работой иммунной системы, предрасположенностью к развитию ожирения и сахарного диабета, а также влияя на работу некоторых функций мозга.

Алексеев и его коллеги придумали способ, позволяющий гораздо быстрее и эффективнее изучать структуру микрофлоры, оценивать ее генетическое разнообразие и сравнивать микрофлоры двух людей между собой, не «сортируя» бактерии на отдельные штаммы и роды.

Сегодня при проведении такого анализа ученые применяют особые «эталонные геномы» разных видов бактерий, которые они используют для определения присутствия их представителей в изучаемых образцах микрофлоры. Не все бактерии, обитающие в нашем кишечнике или в других органах, имеют подобный эталон, поэтому такая перепись бывает неполной, и к тому же проводится крайне медленно из-за необходимости выращивать образцы изучаемых бактерий.

Российские ученые представили в журнале BMC Bioinformatics способ отказаться от этих «эталонов», заменив их на своеобразные «ключевые слова» – последовательности из нескольких генетических букв-нуклеотидов, которые часто встречаются в ДНК всех бактерий.

Как выяснили Алексеев и его коллеги, частота употребления этих «слов» для каждого штамма микробов является уникальной, что позволяет очень быстро проводить генетическую «перепись» среди микрофлоры, анализируя то, какие «ключевые слова» встречаются в образцах ДНК ее микробов.

Для проверки работы этой методики российские генетики сравнили между собой образцы микрофлоры кишечника у жителей Китая и США, хорошо изученные при помощи традиционных методов «генетической переписи». Этот тест не только показал, что методика Алексеева и его коллег работает точнее и быстрее, чем старые способы изучения метагеномных различий, но и позволяет находить особо «скрытных» обитателей нашего тела.

В частности, ученые из МФТИ подтвердили, что в микрофлоре человека присутствует вирус — бактериальный фаг crAssphage, обычно ускользающий от исследователей при использовании традиционного метода.

Как надеются ученые, их методика позволит более эффективно и точно находить отличия между метагеномами разнообразных бактериальных сообществ, что в частности может помочь в изучении, диагностике и лечении многих заболеваний человека.

Источник: ria.ru