Forskare från Babraham Institute nära Cambridge i samarbete med kollegor från Brasilien och Italien har upptäckt ett sätt som goda bakterier i tarmen kan kontrollera gener i våra celler. Arbetet, publicerad idag (9 januari) i Naturkommunikation , visar att kemiska meddelanden från bakterier kan förändra placeringen av viktiga kemiska markörer i hela det mänskliga genomet. Genom att kommunicera på detta sätt, bakterierna kan hjälpa till att bekämpa infektioner och förebygga cancer.

Detta jobb, ledd av Dr Patrick Varga-Weisz visar hur kemikalier som produceras av bakterier i tarmen från matsmältningen av frukt och grönsaker kan påverka gener i cellerna i tarmen. Dessa molekyler, kallas kortkedjiga fettsyror, kan röra sig från bakterierna och in i våra egna celler. Inuti våra celler, de kan utlösa processer som förändrar genaktivitet och som i slutändan påverkar hur våra celler beter sig.

Denna nya forskning visar att de kortkedjiga fettsyrorna ökar antalet kemiska markörer på våra gener. Dessa markörer, kallas krotonyleringar, upptäcktes först nyligen och är ett nytt tillägg till de kemiska kommentarerna i genomet som tillsammans kallas epigenetiska markörer. Teamet visade att kortkedjiga fettsyror ökar antalet krotonyleringar genom att stänga av ett protein som heter HDAC2. Forskare tror att förändringar i krotonylering kan förändra genaktiviteten genom att slå på eller av gener.

Teamet studerade möss som hade tappat de flesta bakterierna i tarmen och visade att deras celler innehöll mer av HDAC2 -proteinet än normalt. Annan forskning har visat att en ökning av HDAC2 kan kopplas till en ökad risk för kolorektal cancer (här och här). Detta kan innebära att reglering av krotonylering i tarmcellernas genom är viktigt för att förebygga cancer. Det belyser också den viktiga rollen för goda bakterier och en hälsosam kost i denna process.

Denna forskning möjliggjordes av stöd från den bilaterala BBSRC-Brasilien-fonden som inrättades som en del av ett avtal mellan Research Councils UK (RCUK) och State of Säo Paulo Research Foundation (FAPESP) för att välkomna, uppmuntra och stödja samarbetsforskning mellan Storbritannien och Brasilien.

Första författaren, Rachel Fellows, sa:"Kortkedjiga fettsyror är en viktig energikälla för celler i tarmen, men vi har också visat att de påverkar genomets krotonylering. Krotonylering finns i många celler men det är särskilt vanligt i tarmen. Vår studie avslöjar varför detta är fallet genom att identifiera en ny roll för HDAC2. Detta, i tur och ordning, har varit inblandad i cancer och erbjuder ett intressant nytt läkemedelsmål att studeras vidare. "

Ledande forskare Dr Patrick Varga-Weisz, sade:"Vår tarm är hem för otaliga bakterier som hjälper till med matsmältningen av livsmedel som växtfibrer. De fungerar också som en barriär för skadliga bakterier och utbildar vårt immunsystem. Hur dessa buggar påverkar våra celler är en viktig del av dessa Vårt arbete belyser hur kortkedjiga fettsyror bidrar till reglering av proteiner som packar genomet och, Således, de påverkar genaktivitet. "