Mikroba "mengarahkan" gen manusia

Bakteri dalam usus menghambat fungsi enzim yang bertanggung jawab untuk mengatur penyimpanan DNA.

Orang-orang telah lama mengetahui bahwa mikroba pencernaan memiliki efek langsung pada proses metabolisme, perlindungan kekebalan tubuh, dan efek tidak langsung pada aktivitas otak. Mereka mungkin membuat penyesuaian sendiri pada struktur gen: karena beberapa alasan, beberapa gen diaktifkan, sementara yang lain diblokir. Bagaimana bakteri melakukan ini?

Para ahli dari Universitas Babraham (Inggris) mengklaim bahwa mikroorganisme pencernaan mengubah aktivitas gen menggunakan asam lemak pendek, seperti asam butirat. Asam-asam ini menghambat aksi enzim tertentu, seperti histone deacytelase, yang mengendalikan gen manusia.

Asam-asam ini bekerja sama dengan struktur protein lain yang disebut histon. Yang terakhir bertindak sebagai "penjaga" DNA. Interaksi histon dengan DNA bersifat konstan, tetapi dalam beberapa kasus mereka "mengemas" DNA terlalu rapat atau, sebaliknya, terlalu lemah. Hal ini mempersulit pembacaan informasi genetik oleh aparatus molekuler tertentu.

Kekuatan histon dalam "mengemas" DNA bergantung pada modifikasi kimia. Setiap struktur seluler memiliki sejumlah enzim yang menandai histon dengan penanda tertentu, yang memaksa mereka untuk "mengemas" DNA dengan berbagai tingkat kepadatan.

Di antara enzim-enzim ini terdapat histone deacytelase yang sudah kita kenal. Tugasnya adalah menghilangkan penanda dari histone. Akan tetapi, fungsinya juga bergantung pada banyak faktor, seperti struktur molekuler yang mematikan enzim-enzim ini. Penelitian telah menunjukkan bahwa mikroba usus dapat menggunakan asam lemak untuk mematikan satu jenis histone deacytelase. Akibatnya, histone tetap "bertanda". Ikatan antara histone yang "bertanda" dan DNA berbeda dari ikatan antara histone normal – keduanya memengaruhi aktivitas gen secara berbeda.

Apa yang dapat terjadi? Penelitian sebelumnya telah menunjukkan bahwa aktivitas enzim yang tinggi meningkatkan risiko berkembangnya tumor ganas di usus besar: enzim memengaruhi aktivitas gen dalam struktur epitel usus sedemikian rupa sehingga struktur tersebut berubah dan menjadi ganas. Percobaan baru pada hewan pengerat telah menunjukkan bahwa jika tikus "dibersihkan" dari bakteri usus, mereka mengalami peningkatan yang nyata dalam aktivitas enzim yang sama. Dari sini kita dapat menyimpulkan bahwa mikroba usus melindungi manusia dari proses ganas di usus besar. Meskipun pernyataan ini masih perlu dikonfirmasi oleh penelitian lain.

Sebagai kesimpulan, dapat dikatakan bahwa mikroba mensintesis asam lemak pendek yang jauh lebih penting jika seseorang mengonsumsi lebih banyak makanan nabati (terutama buah-buahan dan sayuran). Dengan kata lain, agar mikroorganisme dapat bekerja dengan baik dalam sistem pencernaan, mereka perlu secara teratur dipasok dengan produk nabati. Pernyataan ini dapat menjadi argumen kuat tambahan: perlu mengonsumsi makanan sehat dengan konsumsi buah-buahan dan sayuran yang cukup.

Studi ini dijelaskan secara rinci di Nature Communications.