Запахи могут подготовить наш кишечник к борьбе с инфекцией
Нематоды C. elegans реагируют на запах патогенных бактерий, заранее подготавливая клетки своего кишечника к возможной атаке. Это показало исследование Калифорнийского университета в Беркли.
Кишечник нематод, как и у людей, — частая мишень для болезнетворных бактерий. В ответ на запах патогенов червь запускает разрушение железосодержащих органелл — митохондрий, производящих клеточную энергию (АТФ). Это защищает критически важное железо от бактерий, которые его крадут.
Наличие у C. elegans такой защитной реакции на микробные запахи позволяет предположить, что клетки кишечника других организмов, включая млекопитающих, также могут сохранять способность защитно реагировать на «запах» патогенов. Об этом заявил старший автор исследования Эндрю Диллин, профессор молекулярной и клеточной биологии UC Berkeley и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI).
«Новизна в том, что C. elegans готовится к встрече с патогеном ещё до того, как встретит его», — сказал Джулиан Дишарт, недавний выпускник UC Berkeley и первый автор исследования.
Работа была опубликована 21 июня в журнале Science Advances.
Митохондрии общаются друг с другом
Диллин изучает, как стресс в нервной системе запускает защитные реакции в клетках — в частности, активацию набора генов, стабилизирующих белки, производимые в эндоплазматическом ретикулуме (развёрнутый белковый ответ, UPR). Митохондрии — это не только «энергостанции» клетки, но и ключевые игроки в передаче сигналов, гибели и росте клеток.
Ранее Диллин показал, что лишение мышей обоняния приводит к меньшему набору веса при том же количестве пищи. Учёные предполагают, что запах пищи, как и запах патогенов, может запускать защитную реакцию, чтобы подготовить кишечник к стрессу от переваривания.
«Выживание при инфекциях было самой важной эволюционной задачей. А самое рискованное и затратное, что мы делаем каждый день, — это едим, потому что в нашей пище будут патогены», — сказал Диллин.
Диллин также предполагает, что чувствительность митохондрий к запаху патогенных бактерий может быть наследием эпохи, когда митохондрии были свободноживущими бактериями, прежде чем стать частью эукариотических клеток около 2 миллиардов лет назад.
В экспериментах с C. elegans Дишарт обнаружил, что запах патогенов запускает тормозной ответ в обонятельных нейронах, который, в свою очередь, высвобождает сигнал для всего тела. Ключевым нейромедиатором, передающим эту информацию, оказался серотонин.
Сейчас Диллин и его коллеги изучают нейронные цепи, ведущие от обонятельных нейронов к периферическим клеткам, и ищут аналогичную реакцию у мышей.