Живущее в человеке сообщество бактерий управляется при помощи нервов

Опубликовано: 03 Октября 2017 г. Автор: Подготовил Андрей ДУДНИК | г. Астана
просмотров 464

Центральным аспектом наук о живой природе является изучение симбиотического сожительства животных, растений и людей с их конкретными бактериальными сообществами.

Как пишет портал Science Magazine, ученые называют комплекс микроорганизмов, обитающих на и внутри организма хозяина – микробиом. За последние годы наукой накоплены доказательства того, что состав и баланс этого микробиома напрямую связан с состоянием здоровья организма. Например, изменения в составе бактериального сообщества связаны с возникновением так называемых экологических заболеваний. Однако до сих пор почти неизвестно, как сотрудничество между организмом и бактериями работает на молекулярном уровне, и как микробиом и тело взаимодействуют в паре, как единая функциональная единица.

Важным прорывом в расшифровке этих очень сложных отношений стали результаты исследования группы из Зоологического института Кильского университета. Используя обычный пресноводный полип Hydra как модельный организм, исследователи и их международные коллеги изучили, как простая нервная система этих животных взаимодействует с микробиомом.

гидра.jpg

Гидра представляет собой эволюционную древнюю ветвь животного мира; у них простой план тела со скромной нервной сетью в 3 000 нейронов. Применение современной экспериментальной технологии для этих организмов, которые несмотря на свою простоту имеют значительное сходство с нервными системами позвоночных, позволили идентифицировать фундаментальные принципы структуры и функции нервной системы.

Впервые удалось продемонстрировать, как маленькие молекулы, секретируемые нервными клетками, помогают регулировать состав и колонизацию определенных типов полезных бактерий вдоль тела гидры.

«До настоящего времени нейронные факторы, влияющие на бактериальную колонизацию тела, в основном были неизвестны. Мы смогли доказать, что нервная система играет в этом важную регуляторную роль», – заявляет профессор, биолог эволюционного развития и пресс-секретарь Центра совместных исследований 1182 «Происхождение и функция метаорганизмов» Томас Бош.

Используя модельный организм, исследователи из Кильского университета решили выяснить, как вещества-посланцы, производимые нервной системой, известные как нейропептиды, контролируют сотрудничество и связь между хозяином и микробами. Они собрали клеточные, молекулярные и генетические данные, чтобы показать, что нейропептиды обладают антибактериальной активностью, которая влияет как на состав, так и на пространственное распределение колонизирующих микробов.

Поскольку нейропептиды более активны только в определенных областях тела, они также контролируют пространственную локализацию бактерий. Так, например, в области головы гидр наблюдается сильная концентрация антимикробных пептидов, в результате чего там в шесть раз меньше бактерий Curvibacter, чем на щупальцах.

maxresdefault (32).jpg

Основываясь на этих наблюдениях, ученые пришли к выводу, что на протяжении эволюции нервная система принимала участие в контроле микробиома, помимо его основных для организма – сенсорных и моторных задач.

«Эти выводы также важны и в эволюционном контексте. Поскольку предки этих животных изобрели нервную систему, возможно, что взаимодействие нервной системы с микробиомом является древней особенностью многоклеточных животных. В связи с этим, дальнейшие исследования взаимодействия между телом и бактериями будут больше сосредоточены на нейрональных аспектах», – пояснил профессор Босх, обобщая значимость работы и ее перспективы.

Данные исследования опубликованы сегодня в журнале Nature Communications

Последние новости Казахстана и мира читайте на нашем Telegram-канале