Suntem ceea ce mâncăm Transferul de gene din mediul marin în microflora
Mirjam Czjzek *, Gaëlle Correc și Gurvan Michel
CNRS-UPMC UMR 7139, Plante marine și biomolecule, locul Georges Teissier, 29682 Roscoff, Franța
„Fiecare publicație științifică este doar pentru a pune 10, 20 de întrebări. Fiecare descoperire științifică este fascinantă, deoarece deschide un univers de întrebări. Dacă întrebările te îngrijorează, nu fi om de știință. "
Boris Cyrulnik
„Imaginați-vă în fața unui fel de mâncare exotic, care face apă, care, datorită naturii sale ciudate, nu poate fi mâncat în mod clasic. Apoi, imaginați-vă o persoană din țara în care se servește în mod tradițional acest fel de mâncare, care vă înmânează ustensile inteligent concepute care permit mâncarea felului de mâncare fără a-i modifica gustul ”[1]. Fără să-l căutăm, am dat peste un astfel de „schimb de ustensile” între bacteriile marine și bacteriile care locuiesc în intestinul uman. În primul rând, am descoperit o nouă activitate enzimatică [2] specifică degradării unui polimer de zaharuri prezent în algele roșii din gen. Porfira. Apoi, analize genomice ample au relevat un schimb de material genetic - un transfer orizontal de gene - de la bacterii marine la bacterii intestinale, care le permite acestora din urmă să descompună fibrele dietetice din algele comestibile, care altfel nu ar putea fi asimilate [15] ( →).
(→) A se vedea articolul de Simone Gilgenkrantz, pagina 808 a acestui număr
Microflora intestinală umană: concurența este dură
Acum este bine cunoscut faptul că intestinele noastre găzduiesc o comunitate densă și complexă de microorganisme, toate constituind microflora intestinală [3]. Această microflora este alcătuită din sute de milioane de celule bacteriene, dintre care majoritatea sunt rezidenți pe termen lung; dar bacteriile asociate cu alimentele ingerate sunt membri tranzitorii ai acestui ecosistem. Toți concurează pentru resurse limitate, furnizate în principal de mâncarea noastră.
Genomul uman are puține gene care codifică enzime capabile să descompună polizaharidele plantelor, adică fibrele alimentare găsite în toate fructele și legumele. Prin urmare, acești nutrienți trec în partea distală a tractului nostru intestinal, unde sute de specii microbiene așteaptă și „duc o luptă acerbă” pentru energia lor. Într-adevăr, spre deosebire de oameni, majoritatea sunt campioni în toate categoriile degradării acestor fibre dietetice [4]! Prin urmare, ele ne ajută să digerăm aceste fibre, eliberând zaharuri de mărimea potrivită pentru a fi asimilate, ceea ce ne oferă o sursă suplimentară de energie. Bacteriile microflorei intestinale joacă astfel un rol foarte important, dar încă slab înțeles, pentru sănătatea noastră.
Concurența în microflora intestinală este acerbă pentru accesul la nutrienți. O strategie posibilă pentru un microorganism intestinal este, prin urmare, să dobândească o eficiență mai mare decât speciile concurente în utilizarea anumitor polizaharide. Transferul orizontal de gene [5] este unul dintre mecanismele care permit bacteriilor să își îmbogățească colecțiile de "ustensile". Dacă noul instrument oferă bacteriilor un avantaj clar față de ceilalți membri ai comunității, dacă, de exemplu, este singurul capabil să degradeze o anumită fibră, va ocupa, prin urmare, un loc mai important în ecosistemul său.
Studiile efectuate până în prezent asupra microflorei intestinale a vertebratelor au relevat mai multe fapte. Microflora intestinală este în general dominată de firmicute și bacteroidete, care o diferențiază puternic de comunitățile bacteriene din mediu [ 6 ]. Compoziția acestei microflore variază în funcție de categoriile majore ale dietei (diete carnivore, erbivore și omnivore). În cazul animalelor erbivore și omnivore, bacteriile florei sunt prolix în special în enzimele implicate în digestia polizaharidelor plantelor terestre [ 6 ]. În cele din urmă, schimburile de material genetic sunt destul de frecvente între bacteriile intestinale [ 7 ]. În schimb, mecanismele prin care dieta influențează microflora intestinală rămân neclare. Deci, o dietă exotică poate influența în mod specific microflora umană și cum? După cum am descoperit, o astfel de dietă a avut o influență asupra evoluției bacteriilor intestinale, dar nu toate populațiile umane sunt egale când vine vorba de bucătăriile exotice.