Мухи-дрозофилы сами выращивают свои пробиотики
Роль микробиома всё больше признаётся как часть благополучия. Самое разнообразное и значимое бактериальное сообщество находится в кишечнике. Считается, что манипуляция микробиотой может способствовать лечению некоторых заболеваний. Однако для этого необходимо понимать спектр бактерий и то, как они колонизируют кишечник. Исследования в этой области используют модельные организмы, а именно мышей и плодовых мух, которые также получают пользу от этой ассоциации с бактериями.
Исследование, опубликованное в PLoS Biology, предлагает новый инструмент для изучения этого взаимодействия бактерий и хозяина. Команда из Института науки Гульбенкяна (IGC) выяснила, как бактериальное сообщество колонизирует плодовых мух в лаборатории и в дикой природе, и каково влияние этой колонизации. Понимание этих механизмов может позволить манипулировать микробиотой у сельскохозяйственных вредителей или переносчиков болезней, таких как комары.
До недавнего времени считалось, что плодовая мушка (Drosophila melanogaster) не имеет стабильного бактериального сообщества в кишечнике. Кишечные бактерии должны были постоянно поступать с пищей. Команда под руководством Инес Пайш из лаборатории Луиша Тейшейры в IGC показала, что у мух бактериальное сообщество гораздо стабильнее, чем считалось. Но есть различия между лабораторными и дикими мухами.
- Лабораторные мухи, используемые в исследованиях, связаны с бактериями, не способными колонизировать кишечник. Эти бактерии растут в пище мух и регулярно ими поедаются.
- Дикие мухи связаны с бактериями, обладающими гораздо более высокой способностью к колонизации. Эти бактерии могут колонизировать кишечник даже лабораторных мух.
Изучив одну из таких бактерий, исследователи показали, что стабильная и непрерывная колонизация кишечника вызывает постоянный перенос бактерий в окружающую среду, что приносит пользу следующему поколению.
«Плодовая мушка практикует своего рода сельское хозяйство, перенося с собой бактерии, которые "засеваются" в области, где будет расти и питаться следующее поколение. Таким образом, следующее поколение мух получит все преимущества, связанные с этими бактериями, для своего развития и фертильности», — объясняет Инес Пайш. «Это взаимодействие также похоже на то, что происходит, когда люди используют дрожжи для выпечки хлеба или бактерии для приготовления йогурта», — добавляет Луиш Тейшейра.
Почему для изучения колонизации кишечника выбрали плодовых мух? Луиш Тейшейра поясняет: бактериальное сообщество у мух гораздо меньше и проще, чем у млекопитающих. Кроме того, относительно легко получить мух без бактерий, что облегчает изучение колонизации. Поскольку между мухой и человеком существуют сходные биологические механизмы, можно многому у неё научиться.
Исследователь также отмечает, что многие насекомые наносят ущерб сельскому хозяйству или являются переносчиками болезней. «Путем манипуляции их микробиотой можно было бы контролировать этих насекомых или их способность передавать болезни, например, вирус денге и малярийных паразитов», — говорит Луиш Тейшейра.