Microben "sturen" menselijke genen

Bacteriën in de darmen remmen de werking van enzymen die verantwoordelijk zijn voor de opslag van DNA.

Mensen weten al lang dat spijsverteringsmicroben een direct effect hebben op metabolische processen, immuunbescherming en een indirect effect op hersenactiviteit. Ze passen waarschijnlijk hun eigen genstructuren aan: om de een of andere reden worden sommige genen geactiveerd, terwijl andere worden geblokkeerd. Hoe doen bacteriën dit?

Experts van Babraham University (VK) beweren dat spijsverteringsmicro-organismen de genactiviteit veranderen met behulp van korte vetzuren, zoals boterzuur. Deze zuren remmen de werking van specifieke enzymen, zoals histondeacytelasen, die menselijke genen controleren.

De zuren werken samen met andere eiwitstructuren, histonen genaamd. Deze laatste fungeren als DNA-"bewaarders". De interactie van histonen met DNA is constant, maar in sommige gevallen "pakken" ze DNA te dicht of juist te zwak. Dit bemoeilijkt het lezen van genetische informatie door een specifiek moleculair apparaat.

De sterkte waarmee histonen DNA "pakken" hangt af van chemische modificaties. Elke celstructuur heeft een aantal enzymen die histonen markeren met bepaalde markers, waardoor ze DNA met verschillende dichtheid "pakken".

Tot deze enzymen behoren de histondeacytelasen die we al kennen. Hun taak is het verwijderen van markers van histonen. Hun functionaliteit hangt echter ook af van vele factoren, zoals de moleculaire structuren die deze enzymen uitschakelen. Onderzoek heeft aangetoond dat darmmicroben vetzuren kunnen gebruiken om één type histondeacytelase uit te schakelen. Hierdoor blijven histonen "gemarkeerd". De binding tussen "gemarkeerde" histonen en DNA verschilt van de binding tussen normale histonen – ze beïnvloeden de genactiviteit op een andere manier.

Waar kan dit toe leiden? Eerdere studies hebben aangetoond dat een hoge activiteit van het enzym het risico op het ontwikkelen van een kwaadaardige tumor in de dikke darm verhoogt: het enzym beïnvloedt de genactiviteit in de epitheelstructuren van de darm zo sterk dat deze laatste transformeren en kwaadaardig worden. Nieuwe experimenten met knaagdieren hebben aangetoond dat muizen die "gereinigd" worden van darmbacteriën, een duidelijke toename van de activiteit van hetzelfde enzym ervaren. Hieruit kunnen we concluderen dat darmmicroben mensen beschermen tegen kwaadaardige processen in de dikke darm. Deze bewering moet echter nog door andere studies worden bevestigd.

Concluderend kan gesteld worden dat microben veel belangrijkere korte vetzuren synthetiseren als iemand meer plantaardig voedsel eet (vooral fruit en groenten). Met andere woorden, voor de goede werking van micro-organismen in het spijsverteringsstelsel moeten ze regelmatig worden voorzien van plantaardige producten. Deze bewering kan een extra sterk argument zijn: het is noodzakelijk om gezond te eten met voldoende fruit en groenten.

Het onderzoek wordt uitgebreid beschreven in Nature Communications.