"Naš rad vrlo sugerira da sastav mikrobiološke zajednice pokreće, barem djelomično, kako se razvijaju organizmi u kojima žive, "kaže Paul Schmidt, biolog u Pennu i viši autor o djelu, koji se pojavljuje u časopisu PNAS . "Činjenica da možemo vidjeti ovaj učinak u pokusima provedenim na tako kratkom vremenskom rasponu ukazuje na to da je veličina učinaka fitnesa na mikrobe nevjerojatna."
Za razliku od laboratorijskog eksperimenta, gdje se kontrolira svaki mogući aspekt okoliša, od genetike samih muha do temperature i prehrane, kako bi se povećale razlike između tretmana, ovaj skup pokusa odvijao se na otvorenom, u Pennovation Works u Pennovom kampusu. Postavka pobliže odražava prirodu, ovisno o vremenskim prilikama, sezonske promjene, čak i neobični pauk ili mrlja prljavštine koja upada u kućišta.
Činjenica da se, unatoč potencijalnom utjecaju ovih vanjskih čimbenika, istraživači su i dalje otkrili da promjene mikrobioma imaju značajan učinak na genome populacija muha, čini nalaz još uvjerljivijim, Schmidt kaže.
Mislim da je pošteno reći da smo očuvali što više ekološkog realizma na račun otkrivanja velikih učinaka. Upravo smo promijenili relativnu količinu ovih mikroba u prehrani muha, i to je bilo dovoljno da se vidi učinak. "
Paul Schmidt, Penn biolog
Schmidt i postdoktorand Seth Rudman, vodeći autor na papiru, iskoristio činjenicu da muhe imaju relativno jednostavne zajednice mikrobioma u usporedbi s drugim organizmima, kao što su ljudi.
"Ako napravite pregled mikrobioma sisavaca, mnoge bakterije koje nađete u crijevima su nepoznate, "kaže Rudman." Ali to nije slučaj s muhama. Događa se da Drosophila ima samo oko 100 vrsta u svojoj zajednici mikrobioma. "
Druge prednosti voćnih mušica za ovu vrstu istraživanja uključuju njihovo kratko generacijsko vrijeme-može se proučiti nekoliko generacija u nekoliko mjeseci-i činjenicu da se mogu uzgajati do iznimno velike populacije. U ovom slučaju, to je značilo stotine tisuća muha u svakom pokusu.
Iz ranijih radova, znanstvenici su slutili da je mikrobiom povezan s promjenama u sposobnosti muhe. Muhe sa sjevernijih geografskih širina obično imaju više bakterija Lactobacillus kao dio svog mikrobioma, i živjeti duže, imaju manje jaja i otpornije su na stres. Više južnog stanovništva, s druge strane, koje imaju tendenciju da imaju više bakterija Acetobacter, imao kraći životni vijek, više jaja, i manje su podnosili stres. Rad u laboratoriju pokazao je da je izlaganje muha ovim dvjema vrstama bakterija izazvalo iste te osobine.
No, mogu li mikrobi potaknuti evoluciju cijele populacije muha? Da biste to testirali, Schmidt, Rudman, i kolege osmislili su eksperimentalnu postavku za manipulaciju mikrobiomima muha. Uveli su tisuću muha u svako od nekoliko vanjskih mrežastih kućišta, Veličina 2 kubna metra i ukrašena zemljanim pokrivačem i drvetom breskve. Raznolikuli su hranu u nekim od ograđenih prostora, nadopunjujući ga s Acetobacter -om ili Lactobacillus -om.
Istraživači su potvrdili da je hranjenje promijenilo mikrobiome muha, iako tek neznatno. To je bilo dovoljno, međutim, utjecati na njihove gene. Uspoređujući genome muha na početku studije sa zaključkom, nakon pet generacija, tim je mogao izdvojiti različite promjene u učestalosti određenih alela-jedna varijanta gena-koje su bile u skladu s onim što je viđeno u prirodnim populacijama muha.
"Otkrili smo da je alel koji je bio češći u kavezima s otopinom Lactobacillus također alel koji je češći na sjeveru, gdje je sam Lactobacillus češći, "kaže Rudman." Alel koji je bio češći u kavezima Acetobacter bio je i alel koji je češći na jugu, gdje je Acetobacter češći. "
Istraživačima, taj je nalaz dominirao značaj utjecaja mikroba.
"Zaključak je, mikrobi potiču brzu adaptaciju, "Kaže Schmidt.
Hoće li se taj učinak prenijeti na ljude i druge životinje, stvar je daljnjeg proučavanja, autori kažu, no brojna su istraživanja podcrtala snažan učinak mikrobioma.
U budućem radu, istraživači će okretati scenarij, testiranje kako bi se utvrdilo utječu li promjene u genetskom profilu muha koji mikrobi mogu ustrajati u njihovim mikrobiomima. Također će dublje istražiti kako bi točno utvrdili kako promjenjivi mikrobiom utječe na svog domaćina.
Tehnologija čipova organa poboljšava proučavanje crijeva za personaliziranu medicinu
Snažan mikrobiom u ranom životu povezan s manje respiratornih infekcija
Mikrobiom pluća predviđa ozbiljnost bolesti COVID-19
Funkcija jetre može biti važna u riziku od Alzheimerove bolesti
Vodikov dah nije s atola Bikini
Zašto biste trebali uključiti prirodne izvore vlakana u svoju prehranu
Glicirizinska kiselina kao kandidat za lijek za COVID-19
Terapije za suzbijanje štete uzrokovane teškim akutnim respiratornim sindromom koronavirusa 2 (SARS-CoV-2) bile su rijetke i daleko između, unatoč naporima da se otkriju novi lijekovi i prenamijeni ve
Biološka terapija može smanjiti rizik od teškog COVID-19
Nedavna opservacijska studija španjolskih istraživača, trenutno dostupno na medRxiv* poslužitelj predispisa, sugerira da pacijenti s imunološki posredovanim bolestima koji primaju biološku terapiju
Ulcerozni kolitis i nestali mikrobi u crijevima
Ulcerozni kolitis je ozbiljno iscrpljujuća upalna bolest crijeva koja dovodi do osakaćujućih simptoma koji mogu ozbiljno utjecati na kvalitetu života. Istraživači s Medicinskog fakulteta Sveučilišta S