A kutatások azt mutatják, hogy a colaninsav hogyan hosszabbítja meg a C. elegans élettartamát

Meng csoportja felfedezte, hogy a CA vegyület meghosszabbíthatja az élettartamot, de nem tudták biztosan megmondani, hogy ez a gyomorban emésztett étrendi összetevő, vagy a bélben lévő baktériumok által termelt metabolit. Sikerült korlátozni a CA termelését a bélre, és kimutatni, hogy jótékony hatással volt a belek sejtjeire. "

Tamburindob, A biomérnöki és a biológiai tudományok docense, Rice Egyetem

A kísérletekhez, Tabor által laboratóriumban előállított E. coli törzsek, hogy zöldre hatva CA -t termeljenek, de nem piros, könnyű. Annak érdekében, hogy a baktériumok megfelelően működjenek, a csapat géneket adott hozzá, hogy különböző színű fluoreszkáló fehérjéket állítson elő, amelyek fényesen jelennek meg mikroszkóp alatt. Egy szín mindig jelen volt, hogy könnyen látható legyen, hol vannak a baktériumok a férgekben, és a második szín csak akkor készült, amikor a baktériumok CA -t termeltek.

A Wang laborral együttműködve Tabor laborja vörös fényben tartotta a baktériumokat, és férgekkel etette őket, a Caenorhabditis elegans (C. elegans) nevű faj, amelyet az élettudományokban általában használnak. A kutatók nyomon követték a baktériumok fejlődését az emésztőrendszeren keresztül, és bekapcsolva a zöld lámpát.

"Amikor zöld fénynek van kitéve, az E. coli törzset hordozó férgek is tovább éltek. Minél erősebb a fény, minél hosszabb az élettartam, - mondta Wang, Robert C. Fyfe öregedéssel foglalkozó elnöke, a molekuláris és humán genetika professzora a Huffington Center on Aging at Baylorban és egy Howard Hughes Orvosi Intézet nyomozója.

A C. elegans és más magasabb rendű élet sejtjeiben, az emberektől az élesztőig, a mitokondriumoknak nevezett speciális organellák szolgáltatják a legtöbb energiát. Mitokondriumok ezrei dolgoznak éjjel -nappal minden sejtben, és fenntartják a dinamikus egyensúlyt a hasadás és a fúzió között, de idővel kevésbé hatékonyak. Ahogy az emberek és más élőlények öregszenek, a mitokondriumok diszfunkciója a sejtek funkcionális hanyatlásához vezet.

A C. elegans -szal végzett korábbi kísérletek során Wang és munkatársai kimutatták, hogy a CA képes szabályozni az egyensúlyt a mitokondriális hasadás és a fúzió között mind a bél-, mind az izomsejtekben, hogy elősegítse a hosszú élettartamot. A férgek általában három hétig élnek, de Wang laboratóriuma kimutatta, hogy a CA 4,5 hétre meghosszabbíthatja életüket - 50% -kal tovább, mint általában.

Tabor szerint ez rengeteg kérdést vet fel. Például, ha CA -t termelnek a bélben, a bélsejtek részesülnek először? A CA jótékony hatása összefügg a szintjével? És ami a legfontosabb, a mitokondriális előnyök elterjednek az egész testben a belekből?

Ban,-ben eLife tanulmány, a kutatók azt találták, hogy a bélben lévő CA -termelés rövid idő alatt közvetlenül javította a bélsejtek mitokondriális működését. Nem találtak bizonyítékot ilyen közvetlen rövid távú mitokondriális előnyök a férgek izomsejtjeiben. És így, a CA hosszú élettartamot elősegítő hatása a bélből indul ki, majd idővel más szövetekbe is átterjed.

"A mi technológiánkkal, a fény segítségével bekapcsolhatjuk a CA -termelést, és figyelhetjük a hatást a féregben, - mondta Tabor.

Azt mondta, hogy az optogenetikai technológia pontossága lehetővé teszi a kutatók számára, hogy alapvető kérdéseket tegyenek fel a bél anyagcseréjével kapcsolatban.

"Ha pontosan tudja szabályozni a metabolitok előállításának időzítését és helyét, gondolhat olyan kísérleti tervekre, amelyek okot és okozatot mutatnak, " ő mondta.

Nagy eredmény lenne annak kimutatása, hogy a bélbaktériumok közvetlenül befolyásolják az egészséget vagy a betegségeket.

"Tudjuk, hogy a bélbaktériumok számos folyamatot befolyásolnak testünkben, - mondta Tabor. - Az elhízáshoz kapcsolódtak, cukorbetegség, szorongás, rákok, autoimmun betegség, szív- és vesebetegségek. Rengeteg tanulmány történt annak mérésére, hogy milyen baktériumok vannak, amikor ilyen vagy ilyen betegségben szenved, és mindenféle összefüggést mutat. "

De nagy különbség van az összefüggés és az okozati összefüggés között, - mondta Tabor.

"A cél, amit igazán akarsz, olyan bélbaktériumok fogyaszthatók, amelyek javítják az egészséget vagy gyógyítják a betegségeket, " ő mondta.

A kutatóknak azonban nehéz bizonyítaniuk, hogy a bélbaktériumok által termelt molekulák betegséget vagy egészséget okoznak. Ez részben azért van, mert a belek kísérletileg nehezen hozzáférhetők, és különösen nehéz olyan kísérleteket tervezni, amelyek megmutatják, hogy mi történik a bélben meghatározott helyeken.

"A bél nehezen megközelíthető hely, különösen nagy emlősöknél, - mondta Tabor. - Bélünk 28 láb hosszú, és nagyon heterogének. A pH folyamatosan változik, és a baktériumok meglehetősen drámaian változnak az út során. Tehát a szövetek és azok, amit csinálnak, mint az általuk kiválasztott molekulák.

"Válaszolni a kérdésekre, hogy a bélbaktériumok hogyan befolyásolják egészségünket, képesnek kell lennie arra, hogy bizonyos helyeken és bizonyos időpontokban bekapcsolja a géneket, mint amikor az állat fiatal, vagy amikor az állat reggel felébred, - mondta. - Ilyen szintű ellenőrzésre van szüksége ahhoz, hogy saját pályáján tanulmányozza az utakat, hol és hogyan történnek. "

Mivel fényt használ a gének kiváltásához, az optogenetika ilyen szintű ellenőrzést kínál, - mondta Tabor.

"Eddig a pontig, a fény valóban az egyetlen jel, amely kellő pontossággal képes bekapcsolni a vékonybél és a vastagbél bakteriális génjeit, például, vagy nappal, de nem éjszaka, " ő mondta.

Tabor elmondta, hogy ő és Wang sokféleképpen megbeszélték, hogyan használhatják az optogenetikát az öregedés tanulmányozására.

"Két tucat bakteriális gént talált, amelyek meghosszabbíthatják a C. elegans élettartamát, és nem tudjuk, hogy a legtöbbjük hogyan működik, "Tabor mondta." A kolaninsav gének valóban érdekesek, de még sok más dolgot szeretnénk bekapcsolni fénnyel a féregben, hogy kitaláljuk, hogyan működnek. Az ebben a cikkben közzétett pontos technikát használhatjuk az új gének feltárására is. És mások, akik tanulmányozzák a mikrobiomot, szintén használhatják. Ez egy hatékony eszköz annak vizsgálatára, hogy a baktériumok milyen előnyökkel járnak az egészségünk számára. "

• A COVID-19 fázis 2/3-as fázisa a biztonságot értékeli,
• A nanoműanyagok befolyásolják az emberi bél mikrobiom összetételét és sokféleségét