Кишечные бактерии могли влиять на эволюцию млекопитающих

Исследование Университета Небраски-Линкольна и Калифорнийского университета в Беркли показывает, что бактерии в пищеварительном тракте мышей частично направляли их эволюцию и дивергенцию за последние несколько миллионов лет.

Ключевые выводы исследования:

• У четырёх изученных видов мышей (Mus musculus domesticus, Mus spretus и др.) в кишечнике обитает от 1200 до 1400 видов бактерий.
• Генетический анализ показал, что общие для всех видов бактерии начали генетически расходиться примерно в то же время, что и сами виды мышей, — это указывает на совместную эволюцию.

Эксперимент с "стерильными" мышами:

1. Учёные вырастили стерильных (germ-free) детёнышей домовой мыши (M. domesticus), лишённых кишечной микрофлоры.
2. В возрасте 10 дней им имплантировали кишечные бактерии от одного из трёх видов: своего (M. domesticus), близкородственного (M. spretus) или эволюционно далёкого (M. pahari). Четвёртую группу оставили стерильной.
3. Всех мышей кормили одинаково и отслеживали прирост веса с 4 до 10 недель.

Результаты:

• Мыши с "родными" бактериями набрали значительно больше веса, чем мыши с бактериями от других видов.
• Разница в привесе была больше между группами M. domesticus и M. pahari (разошлись ~6 млн лет назад), чем между M. domesticus и M. spretus (разошлись ~3 млн лет назад).
• Даже стерильные мыши росли быстрее, чем мыши с бактериями от M. pahari.

Другие эффекты микрофлоры:

• При "родных" бактериях у самцов увеличивалась мышечная масса, а у самок — жировая.
• Чужеродные бактерии увеличивали печень и стимулировали рост воспалительных белков, что указывает на возможное нарушение работы иммунной системы M. domesticus.

Значение и перспективы:

По словам профессора Аманды Рамер-Тайт, это исследование подчёркивает важность эволюционного подхода при попытках изменить человеческий микробиом для лечения болезней.

"Если мы хотим разработать терапии на основе микробиома, нам нужно понимать экологические и эволюционные принципы, которые управляют этой экосистемой... Эволюционные перспективы критически важны для рассмотрения при манипулировании микробиомами".

Исследование опубликовано в журнале mSphere.