Sinirbilim

Genler gibi Bağırsak Mikroplarınız da Bir Nesilden Sonrakine Geçiyor

Özet: Mikroplar, farklı coğrafi konumlara seyahat edip yerleştikçe erken modern insan konakları içinde çeşitlenmekle kalmadı, aynı zamanda kendilerini bağırsakla sınırlayarak insan evrimini de izlediler.

Kaynak: Konuşma

İlk insanlar Afrika’dan ayrıldığında bağırsak mikroplarını yanlarında taşıdılar. Anlaşılan bu mikroplar da onlarla birlikte evrimleşmiş.

İnsan bağırsak mikrobiyomu, yüzlerce ila binlerce bakteri ve arke türünden oluşur. Belirli bir mikrop türü içinde, farklı suşlar, sağlığınızı ve duyarlı olduğunuz hastalıkları etkileyebilecek farklı genler taşır.

Dünyanın farklı ülkelerinde yaşayan insanlar arasında bağırsak mikrobiyomunun mikrobiyal bileşimi ve çeşitliliğinde belirgin farklılıklar vardır. Araştırmacılar, diyet gibi mikrobiyom kompozisyonunu hangi faktörlerin etkilediğini anlamaya başlasa da, farklı grupların bağırsaklarında neden aynı tür mikropların farklı suşlarına sahip olduğuna dair hala sınırlı bir anlayış var.

Bizler mikrobiyal evrimi ve mikrobiyomları inceleyen araştırmacılarız. Yakın zamanda yayınlanan çalışmamız, mikropların dünyayı dolaşırken erken modern insan konaklarıyla çeşitlenmekle kalmayıp, kendilerini bağırsaktaki yaşamla sınırlayarak insan evrimini takip ettiklerini buldu.

Mikroplar evrimsel tarihi insanlarla paylaşıyor

İnsanlar dünyaya yayıldıkça ve genetik olarak çeşitlendikçe, bağırsaklarındaki mikrobiyal türlerin de arttığını varsaydık. Başka bir deyişle, bağırsak mikropları ve onların insan konakları birlikte “ortak çeşitlendi” ve evrimleşti – tıpkı insanların Asya’daki insanların Avrupa’daki insanlardan farklı görünmesi için çeşitlenmesi gibi, mikrobiyomları da öyle.

Bunu değerlendirmek için, dünyanın dört bir yanındaki insanlardan alınan insan genomu ve mikrobiyom verilerini eşleştirmemiz gerekiyordu. Ancak, bu çalışmaya başladığımızda bireyler için hem mikrobiyom verilerini hem de genom bilgilerini sağlayan veri setleri sınırlıydı. Kamuya açık verilerin çoğu Kuzey Amerika ve Batı Avrupa’dandı ve dünyadaki popülasyonları daha fazla temsil eden verilere ihtiyacımız vardı.

Bu nedenle araştırma ekibimiz Kamerun, Güney Kore ve Birleşik Krallık’taki mevcut verileri kullandı ve ayrıca Gabon, Vietnam ve Almanya’daki anneleri ve küçük çocuklarını işe aldı. Genotiplerini veya genetik özelliklerini belirlemek için yetişkinlerden tükürük örnekleri ve bağırsak mikroplarının genomlarını sıralamak için dışkı örnekleri topladık.

Analizimiz için 839 yetişkin ve 386 çocuktan veri kullandık. İnsanların ve bağırsak mikroplarının evrimsel geçmişlerini değerlendirmek için, her insan için ve en yaygın olarak paylaşılan mikrobiyal türlerin 59 suşu için filogenetik ağaçlar oluşturduk.

İnsan ağaçlarını mikrobiyal ağaçlarla karşılaştırdığımızda, ne kadar iyi eşleştiklerine dair bir gradyan keşfettik. Bazı bakteri ağaçları insan ağaçlarıyla hiç uyuşmazken, bazıları çok iyi uyum sağladı ve bu türlerin insanlarla birlikte çeşitlendiğini gösterdi. Aslında bazı mikrobiyal türler, yüzbinlerce yıldan fazla bir süredir evrim yolculuğuna devam ediyor.

Ayrıca insanlarla birlikte evrimleşen mikropların, insanlarla ortak çeşitlenmeyen mikroplara kıyasla benzersiz bir gen ve özellik kümesine sahip olduğunu bulduk. İnsanlarla ortak olan mikroplar, daha küçük genomlara ve daha fazla oksijen ve sıcaklık duyarlılığına sahiptir ve çoğunlukla insan vücut sıcaklığının altındaki koşullara tahammül edemezler.

Buna karşılık, insan evrimi ile daha zayıf bağları olan bağırsak mikropları, dış çevrede serbest yaşayan bakterilerin karakteristik özelliklerine ve genlerine sahiptir. Bu bulgu, ortak çeşitlendirilmiş mikropların insan vücudunun çevresel koşullarına çok bağlı olduğunu ve bir kişiden diğerine, ya nesilden nesile ya da aynı topluluklarda yaşayan insanlar arasında hızla iletilmesi gerektiğini göstermektedir.

Ayrıca bakınız

Bu bir beyin gösterir
Bu, bağırsak bakterilerinin bir örneğidir.
Bağırsak bakterileri, çeşitli hastalıkların ve durumların tedavisine yardımcı olmak için kullanılabilir. Kredi bilgileri: Artur Plawgo

Bu bulaşma şeklini doğrulayarak, annelerin ve çocuklarının bağırsaklarında aynı mikrop türlerine sahip olduğunu bulduk. Buna karşılık, ortak çeşitlendirilmemiş mikropların vücudun dışında hayatta kalma olasılıkları daha yüksekti ve su ve toprak yoluyla daha geniş bir alana yayılabilirler.

Bağırsak mikropları ve kişiselleştirilmiş tıp

Bağırsak mikroplarının insan konaklarıyla birlikte evrimleştiğini keşfetmemiz, insan bağırsak mikrobiyomunu görmenin başka bir yolunu sunuyor. Bağırsak mikropları insanlar arasında yüz binlerce nesil boyunca geçmiştir, öyle ki insanlar değiştikçe bağırsak mikropları da değişti. Sonuç olarak, bazı bağırsak mikropları insan genomunun bir parçası gibi davranırlar: Nesilden nesile aktarılan ve ilgili bireyler tarafından paylaşılan gen paketleridir.

Kişiselleştirilmiş tıp ve genetik testler, tedavileri birey için daha spesifik ve etkili hale getirmeye başlıyor. Hangi mikropların insanlarla uzun vadeli ortaklıklar kurduğunu bilmek, araştırmacıların her popülasyona özel mikrobiyom temelli tedaviler geliştirmesine yardımcı olabilir. Klinisyenler zaten yetersiz beslenmeyi tedavi etmek için topluluk üyelerinin bağırsak mikroplarından elde edilen yerel kaynaklı probiyotikleri kullanıyor.

Bulgularımız ayrıca bilim adamlarının mikropların ekolojik ve evrimsel olarak çevrede “serbest yaşamdan” insan bağırsağındaki koşullara bağımlı hale nasıl geçtiğini daha iyi anlamalarına yardımcı oluyor. Kodlanmış mikroplar, böcek konaklarının içinde yaşayan bakteri ortakyaşarlarını anımsatan özelliklere ve genlere sahiptir. Bu ortak özellikler, diğer hayvan konakçılarının da evrim boyunca onlarla birlikte çeşitlenen bağırsak mikroplarına sahip olabileceğini düşündürmektedir.

İnsanın evrimsel tarihini paylaşan mikroplara özellikle dikkat etmek, insan refahında oynadıkları rolün anlaşılmasına yardımcı olabilir.

Bu evrimsel sinirbilim ve mikrobiyom araştırma haberleri hakkında

Kaynak ve İleri Okuma: https://neurosciencenews.com/like-genes-your-gut-microbes-pass-from-one-generation-to-the-next/

İlgili Makaleler

Başa dön tuşu