Микробиом и секрет долголетия пчелиных маток

Новое исследование показывает, что генетически идентичные рабочие пчелы и матки имеют радикально разные сроки жизни, и это, по-видимому, связано с различными микробами, населяющими их кишечник.

Ключевое открытие

Ученые из Университета Аризоны и Карловского центра исследований пчел впервые обнаружили связь между кишечными бактериями пчел, их рационом и физиологическими различиями, связанными со старением и долголетием. Результаты опубликованы в журнале Microbiome.

Разные микробные траектории

Используя технологии секвенирования нового поколения, исследователи сравнили микробиом стареющих рабочих пчел и маток:

• У рабочих пчел с возрастом микробиом смещается: уменьшается количество полезных пробиотических бактерий (например, Bifidobacterium и Lactobacillus), а увеличивается — бактерий, связанных с плохим здоровьем (например, Proteobacteria).
• У маток сохраняется более стабильный и эффективный микробиом, который исследователи называют «признаками молодости».

Параллели с человеком

Этот процесс аналогичен старению человеческого кишечника. Как и у рабочей пчелы, с возрастом в нем снижается количество пробиотических видов и увеличивается разнообразие протеобактерий, что напрямую влияет на здоровье.

Роль питания и молочной кислоты

Ключевым фактором является диета:

• Матка питается исключительно маточным молочком — суперпищей, которая поддерживает рост специфичных для матки кишечных микробов.
• Рабочие пчелы в основном потребляют пыльцу.

Маточное молочко способствует выработке бутирата — короткоцепочечной жирной кислоты, критически важной для здоровья кишечника, иммунитета и детоксикации как у пчел, так и у людей. Бактерии, производящие бутират, истощаются у стареющих рабочих, но накапливаются у маток.

Дополнительный фактор долголетия маток

Важную роль играет высокий и стабильный на протяжении всей жизни уровень вителлогенина — молекулы-хранилища питательных веществ. У маток он действует как антиоксидант, улучшает иммунитет и подавляет воспаление, тогда как у рабочих его уровень быстро падает.

Пчела как модель для человека

Исследователи считают, что медоносная пчела — отличная модель для изучения человеческого микробиома из-за поразительного сходства процессов. При этом микробиом пчелы состоит всего из около дюжины видов бактерий, что делает его управляемой системой для исследований фундаментальных вопросов старения.