Учёные из Института генома Сингапура Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR Genome Institute of Singapore) показали, как кишечный микробиом — сообщество бактерий, вирусов, грибов и других микроорганизмов кишечника — может влиять на работу генов в печени. Исследование опубликовано в журнале Molecular Cell.
Речь идёт не о самих генах, а о коротких регуляторных участках ДНК. Их часто сравнивают с молекулярными «переключателями»: они помогают клетке решать, когда включать тот или иной ген и насколько активно его использовать.
Почему это важно для печени
Печень участвует в обмене веществ, обезвреживании токсинов и регуляции иммунных реакций. Уже известно, что нарушение равновесия кишечной микробиоты связано с заболеваниями печени, но долго оставался открытым вопрос: каким именно путём сигналы из кишечника доходят до генетической «системы управления» в печёночных клетках.
Новая работа предлагает один из возможных механизмов. Микробные сигналы, по данным авторов, могут менять активность отдельных регуляторных участков ДНК, а через них — работу генов, связанных с обменом веществ и иммунным ответом.
Учёные проверили более 100 тысяч участков ДНК
Команда изучила активность более чем 100 тысяч человеческих регуляторных элементов ДНК, связанных с работой печени. Эти участки были взяты из открытого международного научного набора данных.
Исследователи сравнили результаты в клеточных моделях и в живом организме. Такой подход важен: участок ДНК может выглядеть перспективным в лабораторной системе, но не работать так же в реальных физиологических условиях.
Оказалось, что только меньшая часть проверенных «переключателей» действительно была активна в живой ткани печени. Эти активные элементы чаще всего были связаны с генами, отвечающими за обмен веществ и иммунные процессы, то есть с направлениями, которые имеют прямое отношение к болезням печени.
Микробиом менял активность «переключателей»
Существенная часть регуляторных участков, активных в живой ткани, реагировала на изменения кишечного микробиома. Когда состав микробного сообщества менялся, менялась и активность отдельных «переключателей» ДНК, а вместе с ней — активность генов, которыми эти участки управляют.
Авторы также показали, что некоторые вещества, вырабатываемые микробами, могут напрямую влиять на поведение таких регуляторных элементов. Это усиливает доказательства того, что кишечные микробы воздействуют на печень не абстрактно, а через конкретные химические сигналы.
Генетические различия могут менять ответ на микробиом
Исследователи обнаружили редкий генетический вариант, чаще встречающийся у людей восточноазиатского происхождения. Этот вариант сделал по меньшей мере один регуляторный участок ДНК более чувствительным к микробным сигналам.
Для пациентов это означает важную вещь: два человека с похожими факторами риска могут по-разному реагировать на изменения микробиома, диету или лечение. В будущем такие данные могут помочь точнее подбирать профилактику и терапию заболеваний печени.
Что это может изменить в медицине
Работа может помочь в трёх направлениях. Во-первых, она уточняет, какие регуляторные участки ДНК действительно работают в живой печени, а значит, могут быть более надёжными целями для разработки лекарств.
Во-вторых, такие данные могут использоваться для разделения пациентов на группы — например, по генетической чувствительности к микробным сигналам. Это важно для персонализированной медицины, где лечение подбирают не только по диагнозу, но и по биологическим особенностям человека.
В-третьих, исследование поддерживает идею кишечных подходов к лечению болезней печени: через питание, микробиоту, вещества микробного происхождения или регуляцию активности генов. При этом речь пока идёт о научной основе для будущих методов, а не о готовом лечении.
Бенсон Чен (Benson Chen), главный научный сотрудник Института генома Сингапура Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR Genome Institute of Singapore), отметил, что результаты могут помочь в разработке биомаркеров и стратегий лечения, учитывающих микробиом.
Вань Юэ (Wan Yue), исполнительный директор Института генома Сингапура Агентства по науке, технологиям и исследованиям (A*STAR Genome Institute of Singapore), подчеркнул, что исследование укрепляет научную базу для понимания здоровья печени в контексте всего организма.
Связь между обменом веществ, питанием и состоянием печени становится всё более значимой темой: ранее исследователи также показали, что длительная кето-диета может быть связана с жировой болезнью печени и нарушениями обмена веществ.
Литература
Zaratiana C. et al. Gut microbiota modulation of regulatory DNA elements revealed by massively parallel functional characterization // Molecular Cell. 2026.