Старение и конкуренция за питательные вещества определяют изменения в микробиоте
Исследователи из Instituto Gulbenkian de Ciência (IGC) обнаружили два новых механизма в микробиоте кишечника:
- У старых мышей бактерия E. coli эволюционирует, становясь потенциально патогенной.
- Метаболизм E. coli различается в зависимости от того, находится ли она в кишечнике одна или вместе с другими бактериями.
Исследования опубликованы в журнале Current Biology.
Эволюция E. coli в стареющем организме
- Используя мышей (молодых и старых) как модель, учёные изучили, как эволюционирует E. coli — обычный колонизатор кишечника.
- Ключевой вывод: В организме старых мышей E. coli быстро эволюционирует, адаптируясь к стрессовой среде, связанной с возрастным воспалением кишечника.
- Эта адаптация делает бактерию потенциально патогенной и может повышать риск заболеваний.
- По словам руководителя исследования Изабель Гордо, эволюция E. coli у старых мышей всего за один месяц колонизации показала её способность приобретать мутации для адаптации к повышенному воспалению.
Это открытие открывает путь для изучения аналогичных механизмов у людей с воспалительными заболеваниями кишечника.
Влияние конкуренции с другими бактериями
- Исследование группы Карины Ксавье показало, что метаболизм E. coli меняется, если она находится в кишечнике не одна, а с другой бактерией микробиоты — Blautia coccoides.
- Когда E. coli одна: Она эффективно колонизирует кишечник, потребляя аминокислоты, которые в изобилии.
- В присутствии B. coccoides: Возникает конкуренция за питательные вещества. Аминокислоты становятся дефицитными, но за счёт метаболизма B. coccoides становятся доступны простые сахара.
- E. coli быстро адаптируется к новой среде, и эволюция начинает благоприятствовать мутантам, которые лучше потребляют эти сахара.
Карина Ксавье отмечает, что присутствие конкурирующего вида меняет метаболическую среду кишечника, и бактерии быстро перестраивают свой метаболизм для адаптации.
Перспектива: В будущем учёные планируют изучить, как микробиота реагирует на разные типы диеты хозяина и как это отражается на здоровье или патогенности.