Кишечные бактерии могут изменять поведение червей, влияя на пищевые привычки
Согласно новому исследованию в Nature, специфические кишечные бактерии у червей могут изменять поведение животного, направляя его выбор пищи. Исследование частично финансировалось Национальными институтами здравоохранения (NIH).
"Мы продолжаем находить удивительные роли кишечных бактерий, выходящие за пределы желудка. Здесь бактерии влияют на то, как животное ощущает свою среду, и заставляют его двигаться к внешнему источнику тех же бактерий. Кишечные бактерии буквально делают свой вид вкуснее для животного", — сказал Роберт Риддл, доктор философии, директор программы в NINDS.
Исследователи из Университета Брандейса изучали влияние кишечных бактерий на то, как черви C. elegans обнаруживают и выбирают пищу. Бактерии — их основная пища.
Ключевые результаты:
- Черви, выращенные на бактериях Providencia alcalifaciens (JUb39), с меньшей вероятностью избегали октанола (большой молекулы спирта, которую обычно избегают черви), чем животные, выращенные на других бактериях.
- В кишечнике червей, двигавшихся к октанолу, были обнаружены живые бактерии JUb39.
- Поведение, вероятно, определяется веществом, производимым этими бактериями.
Механизм влияния:
Исследователи определили путь от микроба к поведению. Ключевую роль играет мозговой химикат тирамин:
- У червей тирамин превращается в октопамин.
- Октопамин воздействует на рецептор сенсорных нейронов, контролирующих поведение избегания.
- Тирамин, произведённый бактериями, повышает уровень октопамина, что подавляет избегание октанола и делает червей более терпимыми к нему.
Дополнительные выводы:
- Генетически модифицированные черви, не производящие собственный тирамин, всё равно подавляли избегание октанола при выращивании на JUb39. Это указывает, что бактериальный тирамин может компенсировать отсутствие эндогенного.
- Черви, выращенные на JUb39, предпочитали есть эти бактерии другим пищевым источникам. Для этого выбора также был необходим тирамин, произведённый бактериями.
"Таким образом, бактерии могут взять под контроль процесс сенсорного принятия решений животным-хозяином, что влияет на их реакцию на запахи и может влиять на выбор пищи", — сказала доктор Пали Сенгупта, старший автор исследования.
Будущие исследования направлены на выявление других мозговых химических веществ, производимых бактериями, которые могут изменять поведение червей. Также неизвестно, приводят ли разные комбинации бактериальных штаммов в кишечнике к разным реакциям на сигналы среды. Неясно, существуют ли аналогичные пути и результаты у животных более высокого порядка, хотя черви и млекопитающие имеют много общих генов и биохимических процессов.