В специальном эксперименте рыбки данио с дефектной иммунной системой плавали и обедали с собратьями с нормальной иммунной системой. Вскоре их кишечные микробиомы стали похожими.
Эксперимент в Орегонском университете был разработан для проверки на фундаментальном уровне влияния распространения микробов среди людей с разными микробиомами.
Команда из восьми человек пришла к выводу, что «расселение между хозяевами может изменить разнообразие и состав микробных сообществ и подавить действие врожденной иммунной системы хозяина». Результаты, пишет команда, «предполагают, что рассредоточение является важным механизмом, определяющим изменение микробиома».
Исследование было опубликовано 2 октября в раннем онлайн-издании Proceedings of the National Academy of Sciences.
«Мы давно знаем, что болезни могут быть вызваны перемещением микробов между людьми, но к микробиому редко подходили таким образом», - сказал микробиолог Брендан Боханнан, профессор биологии и член Института UO. Экология и эволюция. «Нам было любопытно, достаточно ли передачи микробов, чтобы объяснить различия, которые мы наблюдаем в составе микробиома среди отдельных рыб».
Исследование, поддержанное Национальным институтом здравоохранения, было проведено в Центре системной биологии META UO. МЕТА относится к микробной экологии и теории животных. Центр изучает, как работают системы «хозяин-микроб» и как эти знания могут улучшить здоровье человека.
Для исследования ученые создали линию рыбок данио с дефектами иммунной системы, вставив мутацию в ген, необходимый для развития важного компонента иммунной системы.
Рыбы содержались в трех условиях: отдельные рыбы содержались в одиночестве без контакта с другими; рыбы, содержащиеся в группах либо из членов с ослабленным иммунитетом, либо из особей дикого типа; или смешанные группы рыб, содержащие как особей с ослабленным иммунитетом, так и особей дикого типа. Через 21 день исследователи изучили микробные сообщества в кишечнике каждой рыбы, а также сообщества, связанные с их пищей и окружающей водой.
Команда под руководством докторанта Адама Р. Бернса, ныне работающего докторантом в Стэнфордском университете, сравнила то, что они обнаружили в рыбе, с прогнозами, полученными на основе компьютерного моделирования микробной динамики, выполненного соавтором Элизабет Миллер из META. Центр системной биологии.
Раздельно выращенные, по словам Боханнана, рыбы с ослабленным иммунитетом и рыбы дикого типа имели заметно разные микробы в кишечнике.
«Для тех, кто вырос в смешанном сообществе, их состав кишечника совпадал, поскольку их микробы были общими», - сказал он. «Самое удивительное, что у рыб, выращенных в группах одного и того же типа - иммунодефицитных или иммунокомпетентных - также были кишечные сообщества, подобные тем, которые выращивались в смешанных группах. Этот результат предполагает, что перемещение микробов не просто смешивает микробы между разными рыбы, но он также отбирает определенные микробы, которые особенно хорошо переходят от рыбы к рыбе».
Хотя в исследовании рассматривалась только способность рыб обмениваться микробами, оно предполагает, что вариации микробиомов у разных людей также могут быть связаны с перемещением микробов, и что, когда люди собираются вместе на занятиях или встречах, например, они могут уйти с микробиомом, который несколько отличается от того, когда они вошли, сказал Боханнан.
Исследователи из UO и других организаций ранее предполагали, что общие экологические пространства могут привести к совместному использованию микробов, сказал он.«Эти исследования, однако, не могли исключить других объяснений возникших сходств. Например, в наших предыдущих исследованиях искусственной среды мы никогда не показывали, что она работает как средство передачи; родственные микробы, чтобы сделать это возможным."