Роль бактерий, населяющих наши тела, все больше признается частью нашего благополучия. Именно в нашем кишечнике находится самое разнообразное и значительное сообщество бактерий. Считается, что манипулирование этим сообществом, называемым микробиотой, может способствовать решению некоторых болезней. Однако, чтобы включить его, необходимо понять, что представляют собой бактерии и как они колонизируют кишечник. В исследованиях в этой области использовались модельные организмы, а именно мыши и плодовые мушки, которые также извлекают выгоду из этой связи с бактериями.
Теперь исследование, опубликованное в журнале PLoS Biology, предлагает новый инструмент для изучения взаимодействия бактерий с хозяином. Исследовательская группа из Института науки Гюльбенкяна (IGC) выяснила, как бактериальное сообщество колонизирует плодовых мух, содержащихся в лаборатории или в дикой природе, и какое влияние может оказать эта колонизация на природу. Понимание этих механизмов колонизации может позволить манипулировать микробиотой насекомых, являющихся переносчиками сельскохозяйственных вредителей или болезней.
До недавнего времени предполагалось, что плодовая мушка (научное название Drosophila melanogaster) не имеет стабильного бактериального сообщества в кишечнике. Кишечные бактерии должны постоянно поступать с пищей. Исследовательская группа под руководством Инес Паис, исследователя лаборатории Луиса Тейшейры из IGC, показала, что бактериальное сообщество плодовых мушек гораздо более стабильно, чем считалось ранее. Но есть различия между мухами, содержащимися в лаборатории, и дикими. Лабораторные мухи, широко используемые в научных исследованиях, связаны с бактериями, неспособными заселить кишечник. Вместо этого эти бактерии растут в пище мух и постоянно поглощаются ими. Команда IGC обнаружила совсем другую ситуацию, связанную с дикими мухами, которые существуют в природе. Они показали, что бактерии, связанные с дикими мухами, обладают гораздо более высокой способностью к колонизации. Любопытно, что бактерии этих диких мух способны колонизировать кишечник мух, содержащихся в лаборатории. Сосредоточившись на одной из этих бактерий, исследователи показали, что стабильная и непрерывная колонизация кишечника вызывает постоянный перенос бактерий в окружающую среду, принося пользу следующему поколению.
Плодовые мушки занимаются своего рода сельским хозяйством, перенося с собой бактерии, которые посеяны в местности, где следующее поколение будет расти и питаться. Таким образом, следующее поколение мух получит все преимущества, связанные с эти бактерии для их развития и плодовитости», - объясняет Инес Паис. «Это взаимодействие также похоже на то, что происходит, когда люди используют дрожжи для выпечки хлеба или бактерии для приготовления йогурта», - добавляет Луис Тейшейра, главный исследователь исследовательской группы.
О том, почему плодовые мушки использовались для изучения того, как бактерии колонизируют кишечник, Луис Тейшейра говорит: «Бактериальное сообщество у плодовых мушек намного меньше и проще, чем у млекопитающих. плодовых мушек без каких-либо бактерий, что облегчает изучение колонизации. Поскольку между плодовыми мушками и людьми существуют сходные биологические механизмы, мы думаем, что есть много уроков, которые мы можем извлечь из мух». Исследователь предупреждает также о том, что многие насекомые играют разрушительную роль в сельском хозяйстве или являются переносчиками болезней. «Путем манипулирования их микробиотой можно контролировать этих насекомых или их способность передавать болезни, такие как, например, вирус денге и малярийные паразиты», - говорит Луис Тейшейра.
Это исследование было проведено в Институте науки Гюльбенкяна при финансовой поддержке Fundação para a Ciência e Tecnologia, Университета Гданьска и Европейского Союза, а также FEDER.
Бактерии в нашем организме
Все мы живем в постоянном контакте с огромным сообществом микроорганизмов, таких как бактерии, вирусы и грибки. У нас есть разные сообщества на поверхности нашего тела и слизистой. В кишечнике находится самое большое и разнообразное по видовому составу бактериальное сообщество. В нормальных условиях микробиота находится в равновесии, принося пользу организму хозяина. Наши бактерии способствуют правильному развитию нашего организма, расщеплению питательных веществ и защищают наш организм от некоторых патогенов, которые могут, например, вызывать кишечные инфекции. Однако при нарушении этого баланса (например, при применении антибиотиков) вид микробиоты может измениться. Организм проходит через состояние дисбактериоза, при котором это сообщество из полезного может стать вредным для нашего здоровья.