Как кишечник создаёт уютный дом для полезных микробов

Кишечник плодовых мушек Drosophila перестраивает себя, чтобы создать условия для полезных видов микробиома и поддерживать долгосрочную стабильность кишечной среды. К такому выводу пришло исследование под руководством Уильяма Ладингтона и Аллана Спрадлинга из Научного института Карнеги, опубликованное в Nature Communications.

Микробиом кишечника — это экосистема из сотен или тысяч видов микробов. Эти популяции влияют на здоровье, фертильность и долголетие. Однако механизмы взаимодействия этих видов с организмом хозяина и между собой изучены не до конца.

Поскольку человеческий микробиом очень сложен, учёные исследовали плодовых мушек, кишечник которых колонизирован лишь небольшим количеством микробных видов.

Используя сложные методы и мощные микроскопы, команда (Рен Додж, Хаолун Чжу, Даниэль Мартинес, Чэньхуэй Ван, Кевин Аумиллер) показала, что кишечник мушки создаёт физические условия, которые избирательно способствуют колонизации определёнными видами.

Ключевые выводы:

• Кишечник плодовой мушки формирует «уютную» нишу, которая позволяет успешно закрепиться желаемым видам-первопоселенцам, создавая взаимовыгодную ситуацию.
• Колонизация полезным бактериальным штаммом инициирует физические изменения в кишечнике:
  • Увеличивается количество доступных сайтов связывания.
  • Производятся вещества, способствующие адгезии (прикреплению).
• Эти изменения облегчают заселение вторичного вида.

Исследование было сосредоточено на одном конкретном отделе кишечника мушки, который превращается в идеальную нишу для колонизации двумя микробными видами.

«Поскольку мы обнаружили эту нишу в самом мощном модельном организме для изучения генетических основ развития животных, это открывает целое новое поле возможностей для понимания механизмов, с помощью которых животные отбирают и контролируют свой микробиом», — заключил Уильям Ладингтон.

В перспективе учёные планируют использовать генетику мух, чтобы понять механизмы построения и поддержания ниш, а также найти другие потенциальные ниши у плодовых мушек и других животных, включая человека.