Исследование: кишечные бактерии быстро адаптируются к перевариванию крахмалов из ультраобработанной пищи

Учёные из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе обнаружили, что кишечные бактерии человека эволюционируют с неожиданной скоростью, адаптируясь к разным диетам. Исследование показало, что в промышленно развитых регионах мира в геномах некоторых видов бактерий закрепились гены, помогающие переваривать крахмалы, характерные для ультраобработанных продуктов.

Поскольку такие промышленно производимые крахмалы появились лишь несколько десятилетий назад, учёные полагают, что естественный отбор действовал очень интенсивно, чтобы сделать эти гены доминирующими так быстро. Более того, выяснилось, что бактерии в кишечниках жителей промышленно развитых и неиндустриальных регионов эволюционируют по-разному.

В исследовании, опубликованном в журнале Nature, были проанализированы геномы почти трёх десятков видов кишечных бактерий со всего мира. Учёные идентифицировали механизм быстрой адаптации — горизонтальный перенос генов, когда бактерии передают фрагменты ДНК от одного штамма другому.

«Мы обнаружили, что способность переваривать новые крахмалы — цель естественного отбора у кишечных бактерий. Но мы нашли ещё более сильный сигнал: цели отбора для многих генов и видов различаются в промышленно развитых и неиндустриальных популяциях», — сказал ведущий автор исследования, аспирант Ричард Вольф.

Учёные разработали новый статистический метод, который выявляет участки ДНК, где гены достигли высокой частоты в популяции. Один конкретный ген, связанный с перевариванием мальтодекстрина (производного кукурузного крахмала, используемого в обработанных продуктах с 1960-х годов), «закрепился» только в популяциях из промышленно развитых регионов.

Это открытие поднимает важные вопросы о том, как фрагменты адаптированной ДНК распространяются между людьми, если штаммы бактерий обычно остаются с одним хозяином годами. Ответы на них станут предметом будущих исследований.

Полученные данные свидетельствуют, что рацион питания может оказывать более сильное и разнообразное эволюционное давление на микробиом, чем считалось ранее, что имеет значение для понимания связи между диетой и здоровьем.