معظم البكتيريا في ميكروبيوم الأمعاء قابلة للتوريث وفق دراسة جديدة

توجد البكتيريا المتعايشة في جميع أنحاء الكائن الحي، ولكن من غير المعروف ما إذا كانت الارتباطات بين بكتيريا الأمعاء ومضيفها قابلة للتوريث. في دراسة جديدة، فحص علماء الأحياء من جامعة نوتردام وأماكن أخرى التغيرات في الميكروبيوم (وهو مجموعة من جميع الميكروبات، مثل البكتيريا والفطريات والفيروسات وجيناتها، التي تعيش بشكل طبيعي على أجسامنا وداخلنا) لـ585 قردًا بريًا من العينات التي جُمعت على مدار 14 عامًا في حديقة أمبوسيلي الوطنية بكينيا. أظهرت جميع صفات الميكروبيوم التي اُختبرت تقريبًا مستوى معينًا من التوريث ذي الدلالة الإحصائية؛ ووجد الباحثون أيضًا أن العديد من صفات الميكروبيوم التي يمكن توريثها في قرود البابون يمكن توريثها أيضًا في البشر.

قالت البروفيسور إليزابيث آرتشي، الباحثة في قسم العلوم البيولوجية بجامعة نوتردام: «تؤدي البيئة دورًا أكبر مما تقوم به جيناتك في تشكيل الميكروبيوم».

«ولكن ما تفعله دراستنا هو نقلنا بعيدًا عن فكرة أن الجينات تؤدي دورًا ضئيلًا جدًا في الميكروبيوم إلى فكرة أن الجينات تؤدي دورًا واسع الانتشار، وإن كان صغيرًا».

يؤدي ميكروبيوم الأمعاء العديد من الوظائف. بالإضافة إلى المساعدة في هضم الطعام، فإنه ينتج الفيتامينات الأساسية ويساعد في تكوين جهاز المناعة.

أظهرت الدراسات السابقة على ميكروبيوم الأمعاء لدى البشر أن 5-13% فقط من الميكروبات كانت قابلة للتوريث، لكن البروفيسورة آرتشي وزملاؤها افترضوا أن العدد المنخفض ناتج عن نهج «صورة سريعة» لدراسة ميكروبيوم الأمعاء: فجميع الدراسات السابقة قاست فقط الميكروبات في نقطة واحدة في الوقت المناسب.

في دراستهم، نظر الباحثون في 16.234 ملفًا جانبيًا للميكروبيوم المعوي من 585 قردًا بريًا أمبوسيليًا، إذ أظهرت بيانات الميكروبيوم من العينات اختلافات في غذاء قرود البابون بين الموسمين الرطب والجاف.

وجد العلماء أن 97% من صفات الميكروبيوم، بما في ذلك التنوع العام ووفرة الميكروبات الفردية، كانت قابلة للتوريث بشكل كبير.

ومع ذلك، فإن نسبة التوريث تبدو أقل بكثير -حتى 5% فقط- عندما تُختار العينات من نقطة زمنية واحدة فقط، كما هو الحال عند البشر. هذا يؤكد أهمية دراسة العينات من نفس المضيف بمرور الوقت.

وأفادت البروفيسور آرتشي: «يشير هذا حقًا إلى أنه في العمل البشري، جزء من سبب عدم اكتشاف الباحثين مسألة التوريث يرجع إلى عدم مرور عقد ونصف على عينات البراز البشري المحفوظة في التجميد، ولم يعد لديهم المضيف الأولي كاملًا، كما أنهم أيضًا لا يملكون المعلومات (الفردية) التي يحتاجون إليها لاستنباط هذه التفاصيل».

كانت وراثة الميكروبيوم أعلى بنسبة 48% في موسم الجفاف منها في موسم الأمطار، وهو ما يمكن تفسيره من خلال النظام الغذائي الأكثر تنوعًا للبابون في خلال موسم الأمطار، كما زاد التوريث مع تقدم العمر.

وأضاف المؤلفون: «نظرًا لأن الدراسة أظهرت أيضًا التأثير الكبير للبيئة على ميكروبات الأمعاء في قردة البابون، فقد توافقت نتائجنا مع الدراسات السابقة التي أظهرت أن التأثيرات البيئية على التباين في ميكروبيوم الأمعاء تؤدي دورًا أكبر من التأثيرات الجينية المضافة».