Fagii permit bacteriilor să împărtășească vitamina B12 printr-un proces de distrugere
Vitamina B12 este considerată un „aur biologic”.
Toate organismele vii au nevoie de o cantitate mică de vitamina B12 pentru a forma celule roșii din sânge și ADN, precum și pentru a construi și susține celulele cerebrale și nervoase. Cu toate acestea, este greu de obținut: oamenii nu o produc. Animalele nu o produc. Plantele nu o produc.
De fapt, acest nutrient esențial este creat exclusiv de anumite bacterii și arhee.
Dar trebuie să-l avem, așa că ne adaptăm. Oamenii obțin vitamina B12 din surse naturale precum carne, fructe de mare, pește, păsări de curte și produse lactate, dar și din suplimente.
Cercetătorii au o imagine clară despre cum este absorbit B12 în organism. Ce este mai greu de înțeles este cum și de ce acești producători microbieni de B12 permit ca stocul lor prețios să devină disponibil pentru comunitatea microbiană mai largă.
Într-un articol publicat recent în ISME Journal, biologul Bryan Hsu de la Virginia Tech și colaboratorii săi au dezvăluit mecanismul de eliberare a B12: atacul de către viruși care consumă bacterii, numiți fagii sau fagi.
Fagii sunt viruși care infectează doar bacterii. Deși sunt ecologic integrați cu bacteriile, fagii sunt mai greu de clasificat și mai misterioși. Hsu, Fellow Junior la Colegiul de Științe, studiază modul în care fagi influențează microbiomul intestinal.
Fagii atacă bacteriile printr-un proces brutal numit liza. Virusul se atașează de o celulă bacteriană, injectează ADN-ul său și reprogramează celula gazdă să producă mai mulți fagi. Când celula bacteriană cedează, aceasta explodează, eliberând o mare cantitate de fagii noi. Dar în acest moment de moarte bacteriană, există mai mult decât doar fagii noi.
„Are tot ADN-ul, proteinele, zaharurile – toate aceste lucruri pe care celula bacteriană le păstrează pentru a putea continua să crească”, a declarat Hsu.
De asemenea, conține vitamina B12.
În lucrarea sa, echipa de cercetare a lui Hsu a demonstrat că infecția cu fagi este un factor principal în eliberarea B12. David da Silva Barreira, primul autor al studiului și fost asociat postdoctoral la Virginia Tech, a verificat acest lucru prin co-cultivarea unui producător de B12 cu un consumator de B12 care trebuie să caute B12 din mediu.
Fără introducerea fagului, utilizatorul de B12 nu a crescut. Nu putea accesa B12, iar nutrientul rămânea prins în celula intactă a producătorului.
Dar apoi au eliberat fagi pentru a distruge producătorul, iar consumatorul a început să prospere.
„Într-un sistem genetic bine definit, putem demonstra că fagul este necesar”, a spus Hsu. „B12 nu iese pur și simplu.”
Pentru a confirma că B12 a fost componenta esențială care a stimulat creșterea – și nu alte conținuturi celulare – da Silva Barreira a repetat experimentul cu o tulpină de producător modificată genetic pentru a nu avea B12. Când fagii au lizat celula modificată, utilizatorul nu a reușit să crească. Rezultatul a demonstrat că B12 era componenta esențială – o premieră pentru acest domeniu.
Pentru a verifica dacă descoperirile se mențin într-un mediu mai complex, cercetătorii au efectuat experimente similare pe tipuri majore de bacterii intestinale întâlnite în tractul digestiv uman. Microbii dependenți de B12 au crescut doar atunci când un fag a lizat un producător de B12.
Luate împreună, aceste descoperiri sugerează că metodele brutale ale fagilor joacă un rol critic în distribuirea nutrienților, promovând diversitatea microbiană și sprijinind sănătatea microbiomului intestinal.
