15:00 
Микробиом кишечника, состоящий из триллионов микробов пищеварительного тракта, жизненно важен для пищеварения и общего состояния здоровья. Диета и лекарства формируют эти микробные экосистемы, но вклад генетики определить труднее. Новое исследование крыс — модельного организма для понимания человеческого кишечника — показало, что состав микробиома кишечника крысы формируется не только собственными генами крысы, но и генами тех, с кем она живет.
Открытие раскрывает новый способ переплетения генов и социальных взаимодействий: посредством обмена комменсальными кишечными микробами, которые перемещаются между людьми. Результаты могут помочь пролить свет на то, как гены и микробиом взаимодействуют при заболеваниях человека. Исследование, проведенное исследователями из Калифорнийского университета в Сан-Диего и Центром геномной регуляции в Барселоне, было опубликовано 18 декабря 2025 года в журнале Nature Communications.
У людей только два гена надежно связаны с кишечными бактериями: ген лактазы, который влияет на микробов, переваривающих молоко, и определяет, могут ли взрослые переваривать молоко, и ген группы крови ABO, который влияет на микробы посредством неизвестных механизмов. Вероятно, существуют и другие генно-микробные ассоциации, но их трудно разделить.
Чтобы лучше понять, как гены формируют микробиом, исследователи обратились к крысам, которые имеют многие общие черты биологии млекопитающих, но могут выращиваться в контролируемых условиях.
"Те, что живут в их кишечнике, похожи, но не идентичны", - сказал соавтор Абрахам Палмер, доктор философии, профессор и заместитель заведующего кафедрой психиатрии Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего.
Объединение генетических и микробиомных данных 4000 генетически уникальных крыс, взятых из четырех когорт, содержащихся в разных учреждениях по всей территории США, позволило исследователям проверить, какие генетические эффекты сохраняются. в различных средах.
Нам было интересно узнать, повлияет ли генетическая изменчивость этих животных на то, что живет в их кишечнике. Это была хорошая возможность, потому что все животные едят одну и ту же пищу, поэтому нам не нужно беспокоиться о генах, влияющих на их микробиом, например, через выбор пищи. Это гораздо более простая система».
Абрахам Палмер, доктор философии, профессор и заместитель председателя по фундаментальным исследованиям кафедры психиатрии Медицинской школы Калифорнийского университета в Сан-Диего
Команда выявила три генетических региона, которые последовательно влияют на кишечные бактерии, несмотря на различия в условиях выращивания в четырех группах. Самая сильная связь была между St6galnac1, геном, который добавляет молекулы сахара в кишечную слизь, и обилием Paraprevotella, бактерия, питающаяся этими сахарами. Она была обнаружена во всех четырех когортах.
Вторая область, содержащая несколько генов, образующих защитный слой слизи, коррелирует с бактериями Firmicutes. Третья область включала Pip, ген, кодирующий антибактериальный пептид, и была связана с Muribaculaceae, семейством бактерий, обычно встречающихся как у грызунов, так и у людей.
Социальная жизнь генов
Хотя гены не передаются между людьми, микробы могут. Исследование показало, что некоторые гены благоприятствуют определенным кишечным бактериям, и они могут распространяться при тесном социальном контакте.
"Это результат того, что генетические влияния распространяются на других людей посредством социальных контактов", - сказала старший автор Амели Бо, доктор философии, исследователь из Центра геномной регуляции. "Гены формируют микробиом кишечника, и мы обнаружили, что. важны не только наши собственные гены».
Большой размер исследования позволил исследователям оценить, какая часть микробиома каждой крысы объясняется ее собственными генами по сравнению с генами ее соседей по клетке.
Классическим примером этого явления, известного как «косвенное генетическое воздействие», является ситуация, когда гены матери формируют рост или иммунную систему ее потомства через среду, которую она обеспечивает.
Контролируемые условия исследования позволили исследователям изучить эти эффекты совершенно по-новому, построив вычислительную модель, отделяющую прямое генетическое воздействие на микробы человека от косвенного воздействия, оказываемого социальными партнерами.
"Поскольку крысы в этом исследовании распределены по случайным социальным партнерам, мы устраняем все проблемы, которые могут возникнуть у людей, которые в целом выбирают своих собственных социальных партнеров", - сказал Палмер.
Исследователи обнаружили, что обилие некоторых Muribaculaceae вид был сформирован генетическими эффектами, которые распространялись социально посредством микробного обмена.
Учет этих косвенных социальных эффектов увеличил общее генетическое влияние в модели в четыре-восемь раз для трех недавно выявленных генно-микробных связей.
