Международный научный коллектив под руководством департамента генетики медицинского центра университета Гронингена в Нидерландах при участии сотрудников лаборатории теоретической и прикладной функциональной геномики факультета естественных наук НГУ провели большое популяционное исследование ассоциации генома человека с его микробиомом. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Genetics.

Если в прошлый раз исследователи определили, какие продукты, лекарства и типы диет влияют на микробиом человека, то сейчас они обнаружили связь между составом «внутренней экосистемы» человека и его генами.

Исследование было выполнено на базе трех независимых популяционных когорт жителей Нидерландов. Общее число участников испытуемых составило более 1500 человек (636 мужчин и 903 женщины в возрасте от 18 до 84 лет). К настоящему моменту это крупнейшее исследование в данной области.

Исследование микробиома (сообщества микроорганизмов, населяющих человеческий организм) является одной из самых актуальных тем современной биомедицины. Известно, что симбиотические бактерии вовлечены во многие процессы, происходящие в человеческом организме, прежде всего, связанные с питанием и иммунитетом. Недавняя работа, выполненная на когорте близнецов TwinsUK, показала, что некоторые бактерии являются наследуемыми (то есть их доля в общем числе бактерий, населяющих кишечник, частично определяется геномом человека-хозяина). Однако какие именно гены определяют эту наследуемость, было до настоящего момента неизвестно.

Для того чтобы выяснить, какие именно геномные участки (локусы) вовлечены в формирование того или иного признака, исследователи применяют метод полногеномного исследования ассоциаций. В случае с микробиомом, анализируемым признаком было количество каждого бактериального таксона или группы бактериальных генов со сходными функциями.

Исследователи обнаружили более 40 участков человеческого генома, влияющих на количество бактерий или функциональных групп бактериальных генов.

В частности, значительное число ассоциаций было связано с локусами, содержащими гены, кодирующие лектины типа С, к числу которых принадлежат рецепторы NK-клеток — важнейших элементов врожденного клеточного иммунитета. В целом, гены системы врожденного иммунитета влияют на микробиом сильнее, чем гены, определяющие иммунитет адаптивный.

Интересный результат был обнаружен в локусе LCT. Генотип этого локуса у человека определяет непереносимость лактозы. Было обнаружено, что у взрослых людей с непереносимостью лактозы имеется значительная корреляция между потреблением молочных продуктов и количеством бактерий рода Bifidobacterium в кишечнике. В то же время у людей, способных усваивать лактозу, эта зависимость полностью отсутствует. Фактически, это является примером того, как человеческий геном определяет взаимодействие микробиома с внешними факторами среды, — рассказал соавтор работы, сотрудник лаборатории теоретической и прикладной функциональной геномики НГУ Александр Курильщиков.

Определение ассоциаций между генами человека и микробиомом кишечника, а также изучение их взаимодействия, может дать представление о роли микробиома при сложных заболеваниях и стимулировать разработку методов лечения для модуляции микробиома к улучшению здоровья.