I batteri intestinali si sono evoluti rapidamente per digerire gli amidi dei cibi ultraprocessati
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I batteri intestinali si evolvono rapidamente in risposta alle diverse diete, come riferiscono i biologi evoluzionisti dell'UCLA in un nuovo studio. I ricercatori hanno scoperto che le varianti geniche che aiutano i microbi a digerire gli amidi presenti nei cibi ultra-lavorati hanno "spazzato" i genomi di alcune specie di batteri intestinali nelle zone industrializzate del mondo. Poiché questi amidi sono prodotti industrialmente e sono in circolazione solo da pochi decenni, gli scienziati ritengono che la selezione naturale debba aver agito con forza per rendere questi geni dominanti così rapidamente. Inoltre, i ricercatori hanno scoperto che i batteri si evolvono in modo diverso nelle zone industrializzate e in quelle non industrializzate del mondo.
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I risultati dello studio, pubblicati su Nature, hanno analizzato i genomi di quasi tre dozzine di specie di batteri intestinali utilizzando dati provenienti da tutto il mondo e hanno identificato un processo chiamato trasferimento genico orizzontale, in cui i batteri trasferiscono il DNA da un ceppo all'altro, come il meccanismo di questa rapida evoluzione. Il trasferimento genico orizzontale è stato precedentemente identificato come il meccanismo che permette ai batteri di evolvere così rapidamente la resistenza agli antibiotici, ma la prevalenza di questo processo nei microbi intestinali è stata finora relativamente sconosciuta.
"La scoperta che la capacità di digerire nuovi amidi è un obiettivo della selezione naturale nei batteri intestinali è interessante, ma abbiamo trovato un segnale ancora più forte e robusto che indica l'esistenza di diversi obiettivi di selezione in molti geni e molte specie nelle popolazioni industrializzate e non", ha detto Richard Wolff, dottorando dell'UCLA e primo autore del lavoro. "A cosa rispondono i microbiomi intestinali delle popolazioni industrializzate? Abbiamo scelto un esempio con questi amidi, ma probabilmente ci sono molte possibilità che non abbiamo ancora analizzato".
Wolff e l'autore corrispondente, il professore di ecologia e biologia evolutiva dell'UCLA Nandita Garud, hanno sviluppato una statistica innovativa che identifica i punti del DNA di 30 specie di batteri intestinali in cui i geni hanno raggiunto un'alta frequenza, o "spazzati", in quella specie. La statistica cerca piccole regioni di omogeneità in un contesto di immensa diversità che separa i diversi ceppi della stessa specie.
"I diversi ceppi di E. coli, per esempio, si sono differenziati l'uno dall'altro tanto quanto gli esseri umani si sono differenziati dagli scimpanzé, eppure li chiamiamo la stessa specie. Nonostante questa diversità, ci sono ancora frammenti di DNA condivisi presenti in molti ospiti - un filo nascosto che collega i nostri microbiomi", ha detto Garud.
È emerso che diversi geni sono stati selezionati nelle popolazioni industrializzate e in quelle non industrializzate, e che un gene in particolare ha fatto capolino solo nelle popolazioni industrializzate. Questo gene è associato alla capacità di digerire la maltodestrina, ricavata dall'amido di mais e utilizzata negli alimenti trasformati fin dagli anni Sessanta.
"Abbiamo riscontrato un segnale adattativo molto forte, ma non possiamo ancora dire con certezza se si sta specializzando nella maltodestrina o in una classe più ampia di derivati dell'amido. Potrebbero esserci fasi intermedie di adattamento dei batteri a diverse fonti di amido", ha detto Wolff. "Ci sono molti passaggi tra una dieta ricca di manioca e pane e una dieta ricca di Hot Cheetos o qualcosa del genere".
I batteri possono assumere il DNA dal loro ambiente in molti modi diversi: Possono mangiarlo; possono essere infettati da un virus che trasporta il DNA tra di loro; e possono trasmetterlo quando i batteri si raggruppano e formano un ponte che permette loro di spostarsi tra di loro.
Ma gli esseri umani hanno solo pochi ceppi della stessa specie di batteri intestinali e questi ceppi rimangono in genere in ogni persona per molti anni. La pervasività dell'adattamento appena scoperto solleva quindi una domanda: Come fanno i frammenti di DNA a essere condivisi tra i singoli esseri umani?
"Ogni persona potrebbe avere un paio di ceppi diversi di E. coli", ha detto Garud. "Se i frammenti di DNA vengono trasmessi orizzontalmente tra diversi ceppi in diversi ospiti, e questi ceppi sono apparentemente fedeli ai rispettivi ospiti, dove si ricombinano? Come si spostano tra le singole persone per diventare fissi in un'intera popolazione?".
Anche se la risposta emergerà con ricerche future, la scoperta che i batteri intestinali si evolvono rapidamente in risposta a diete diverse e la possibilità che i nuovi amidi esercitino una forte pressione evolutiva su di loro, suggeriscono che un'attenta cura di ciò che mangiamo potrebbe svolgere un ruolo più vario di quanto pensiamo nel promuovere la buona salute.
Nota: questo articolo è stato tradotto utilizzando un sistema informatico senza intervento umano. LUMITOS offre queste traduzioni automatiche per presentare una gamma più ampia di notizie attuali. Poiché questo articolo è stato tradotto con traduzione automatica, è possibile che contenga errori di vocabolario, sintassi o grammatica. L'articolo originale in Inglese può essere trovato qui.
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