Как кишечная бактерия заставляет мух жить быстро и умирать молодыми

Исследователи RIKEN выяснили, как один вид кишечных бактерий вызывает преждевременную гибель плодовых мушек. Это открытие проливает свет на сложные взаимодействия между микробами в нашем кишечнике и здоровьем.

Огромное количество видов бактерий в кишечнике человека делает крайне сложным изучение их индивидуального влияния на здоровье. Исследователям гораздо проще изучать микробиом кишечника плодовых мушек, поскольку в их кишечнике всего около двух-пяти видов бактерий.

В предыдущем исследовании Фумиаки Обата из Центра динамических исследований биосистем RIKEN обнаружил, что один из этих видов, Acetobacter persici, ускоряет старение мух, вызывая их раннюю смерть. "A. persici оказывает резкое влияние на продолжительность жизни мух, сокращая её примерно на 20–30%", — говорит Обата.

Теперь, кормя мух диетой из мёртвых A. persici, Обата и его коллеги обнаружили связь между этой бактерией и сокращением жизни мух. Их исследование опубликовано в журнале PLOS Genetics.

К своему удивлению, команда обнаружила, что сокращение жизни вызвано не соединением, производимым A. persici. Вместо этого компонент клеточной стенки бактерии активирует рецептор в кишечнике мухи, что стимулирует иммунную систему, усиливая выработку антимикробных соединений и активируя кишечные стволовые клетки. Именно это усиление иммунитета заставляет мух умирать молодыми.

В интригующем повороте команда обнаружила, что эти эффекты также повышают устойчивость мухи к заражению вредной бактерией, которая может убить мух. Таким образом, это даёт мухам краткосрочное преимущество в обмен на раннюю смерть — компромисс, который исследователи назвали образом жизни "живи быстро, умри молодым".

"Эта повышенная устойчивость к инфекции объясняет, почему подавляющее большинство мух в дикой природе имеют A. persici или другие виды Acetobacter в кишечнике", — говорит Обата. "Лучше иметь сильную устойчивость к стрессорам, таким как инфекция, чем дожить до преклонного возраста".

Это открытие поднимает возможность разработки "постбиотиков" — продуктов и напитков, содержащих мёртвые кишечные микробы (в отличие от пробиотиков, содержащих живые), с пользой для здоровья.

Команда намерена определить гены, участвующие в иммунной сигнализации, ведущей к сокращению продолжительности жизни. Они также хотят проверить, происходит ли тот же механизм у других животных, таких как мыши и люди.