Хорошо известно, что регуляция активности генов осуществляется не только на генетическом уровне, но и на эпигенетическом. Но немногие знают, что важную роль в управлении эпигеномом играет микробиом (совокупность микробов и микробных генов). Одним из примеров этого влияния является регулировка механизмов выработки гемоглобина.
Всего существует несколько разновидностей гемоглобина, и какой именно из них будет вырабатываться — зависит от стадии развития человека. Тип гемоглобина изменяется благодаря эпигенетическим механизмам переключения генов, которые работают очень четко и слаженно.
В первые три месяца жизни плода в его крови содержится эмбриональный гемоглобин. Затем по мере роста зародыша начинает вырабатываться плодный гемоглобин (его еще называют гемоглобин F — от слова «fetal»). А к моменту рождения человека 15-40% его гемоглобина уже представлены взрослым типом — гемоглобином A (от слова «adult»).
Плодный гемоглобин отличается тем, что он очень эффективно переносит кислород в среде с низким его содержанием. Производство его прекращается при рождении, при этом начинается более активная выработка гемоглобина А. И уже к 1-2 годам уровень плодного гемоглобина у ребенка снижается до уровня, свойственного взрослому человеку. Но у людей с серповидно-клеточной анемией, а также бета-талассемией, уровень производства плодного гемоглобина не уменьшается, и гемоглобин A вытесняется плодным. При этих заболеваниях ткани недополучают кислород из-за нарушений синтеза нужного типа гемоглобина.
Ученые установили, что механизм выработки конкретного типа гемоглобина контролируется бутиратом натрия. Удивительно то, что бутират натрия — это продукт бактериальной ферментации, и вырабатывается он некоторыми кишечными бактериями. Так что бактерии играют огромную роль в эпигенетических механизмах включения и выключения наших генов. И ваших тоже:)
Зная этот факт, ученые проводят испытания бутирата натрия для того, чтобы найти способы лечения анемии.