Бактерии могут сделать лосося здоровее
Исследователи, в том числе из Норвежского университета естественных и технических наук (NTNU), выращивают свободную от бактерий рыбную молодь. Эта работа важнее, чем может показаться.
"Нам удается сохранять мальков свободными от бактерий до 12 недель после вылупления из икры", — говорит профессор Ингрид Бакке из NTNU.
Это достижение помогло исследователям выяснить, как бактерии и рыбы влияют друг на друга. Понимание их взаимодействия может однажды привести к методу предотвращения заболеваний у рыб. Хотя это пока отдаленная перспектива, такие открытия могут стать хорошей новостью для рыбной промышленности, будущих поставок продовольствия и, не в последнюю очередь, для самих рыб.
Исследователи изучили, как бактерии влияют на рост, гены и слизистые оболочки рыб.
Триллионы бактерий
Бактерии, очевидно, влияют на наше здоровье, но не только негативно. Тело человека в норме содержит многие триллионы бактерий. То же относится и к другим живым организмам.
"Многие из наших бактерий необходимы для функционирования организма. Они нужны для развития иммунной системы, способствуют пищеварению, повышают энергетическую ценность пищи, защищают от болезнетворных бактерий и производят необходимые нам витамины", — объясняет Бакке.
Гнотобиотические модели
Модельные системы на основе свободных от бактерий животных также называются "гнотобиотическими экспериментальными системами". В них исследователи могут контролировать, какие бактерии присутствуют.
Сравнивая свободных от бактерий животных с "нормальными" животными, заселенными бактериями, можно определить, как бактерии влияют на развитие и здоровье хозяина.
Например, эксперименты со свободными от бактерий рыбками данио и мышами показали, что некоторые реакции хозяина на бактериальную колонизацию одинаковы у рыб и млекопитающих. Они касаются развития иммунной и пищеварительной систем.
Свободные от бактерий мальки лосося
Исследователи выбрали в качестве модели атлантического лосося. Мальки лосося проходят стадию, когда они живут с желточным мешком, который снабжает их питанием.
"Мы разработали модель, в которой можем сохранять желточный мешок мальков лосося свободным от бактерий на протяжении всей 12-недельной фазы", — говорит Бакке.
В норме рыбы не содержат бактерий в фазе икры, но заселяются ими сразу после вылупления. В отличие от всех других лососей, выращенные в эксперименте мальки не имеют естественного бактериального сообщества.
Их выращивают в защищенной, свободной от микробов среде. "Мы обрабатываем поверхность икры, чтобы сохранить ее свободной от бактерий, и держим икру, а позже мальков, в бактериально-свободной воде", — поясняет Бакке.
Лосось как "чистый лист"
Свободные от бактерий мальки становятся своего рода "чистым листом", на который исследователи могут добавлять нужные бактерии и точно наблюдать за происходящим без вмешательства неизвестных микроорганизмов.
"Мы можем использовать определенные нами бактерии и бактериальные сообщества и исследовать, как сосуществование влияет и на хозяина, и на бактерии", — говорит Бакке.
Например, можно исследовать, какие факторы контролируют состав бактериальной флоры у мальков. Затем исследователи смогут влиять на бактериальный состав у рыб, чтобы избежать негативных эффектов или, наоборот, привнести полезные.
Мальки лосося хорошо подходят для исследований
Мальки лосося обладают характеристиками, делающими их особенно подходящей моделью: они крупные и хорошо развитые, что облегчает их изучение. Фаза малька достаточно длинна для проведения различных экспериментов. Поскольку мальки получают питание из желточного мешка, исследователям не нужно добавлять рыбный корм, который может содержать мешающие микроорганизмы.
Бактерии влияют на слизистый слой кожи лосося
В первой опубликованной статье исследователи показали, что бактерии влияют на защитный слизистый слой на коже рыб.
"У лосося есть защитный слизистый слой на поверхности тела. Похоже, что состав бактерий может влиять на свойства этого слоя", — говорит Бакке.
Мальки, не подвергавшиеся воздействию бактерий, развили более тонкий слизистый слой, чем мальки, подвергшиеся воздействию специально отобранных исследователями бактерий или бактерий из озера.
Бактерии также могут влиять на жировые запасы рыб. Мальки, получившие бактерии из озера, развили большие жировые запасы.
Для изучения влияния бактерий на слизистый слой рыбы потребовалась междисциплинарная экспертиза. Исследователь Соль Гомес де ла Торре Кэнни сыграла ключевую роль в разработке свободной от микробов модели с мальками на желточном мешке. Исследователь Кэтрин Тейлор Нордгор, эксперт в реологии, охарактеризовала свойства слизистого слоя, покрывающего рыбу.
Открывает дверь для лечения рыб
Цель исследователей — понять, какие механизмы влияют на состав бактериальных сообществ, колонизирующих рыбу сразу после вылупления.
"Мы изучаем, как бактериальные сообщества возможно защищают от бактериальных инфекций, и можно ли повлиять на раннюю бактериальную колонизацию мальков", — говорит Бакке.
Возможность такого пробиотического лечения означала бы, что исследователи могли бы добавлять в рыбу живые микроорганизмы для достижения полезных эффектов, таких как лучшее здоровье и рост.
"Однако крупномасштабное пробиотическое лечение еще далеко", — отмечает Бакке.
Норвежский продукт Stembiont уже доступен. Это пробиотический продукт, предназначенный для более крупной рыбы.
Работа опубликована в журнале Frontiers in Cellular and Infection Microbiology.