Учёные впервые показали, что даже микроскопические генетические различия внутри микробов кишечникамогут влиять на поведение и функции мозга.
Исследование проведено на мериносах, а его результаты опубликованы в журнале Science China Press.
Микробы с характером
Исследователи реконструировали 5 253 микробных генома, включая 3 548 ранее неизвестных видов, из образцов микробиоты толстого кишечника и рубца овец.
Они выявили около 140 миллионов однонуклеотидных вариаций (SNV) в 790 микробных видах и сопоставили их с 21 нейроповеденческой характеристикой животных.
Результат оказался неожиданным: овцы, у которых преобладали разные микробные штаммы одного и того же вида, демонстрировали различия в поведении, включая уровень любопытства и склонность к исследованию окружающей среды.
Как микробы влияют на мозг
Особое внимание учёные уделили бактериям из типов Firmicutes и Bacteroidetes.
Генетические вариации у этих микробов были связаны с изменениями метаболитов в плазме крови, влияющих на нейроактивную регуляцию и окислительный стресс — ключевые процессы, связанные с функциями мозга.
Например, одна из мутаций в гене bamb бактерии Phocaeicola new416 была напрямую связана с уровнем 4-анизовой кислоты, которая, в свою очередь, коррелировала с длительностью исследовательского поведения овец.
Учёные предполагают, что эта мутация меняет структуру белка, нарушая синтез фактора роста нейронов (BDNF) — белка, необходимого для формирования памяти и мотивации к исследованию.
Новое звено в оси «кишечник–метаболизм–мозг»
Работа показывает, что вариации в генах микробов могут тонко настраивать обмен веществ хозяина и, как следствие, влиять на когнитивные функции и поведение.
«Это открытие даёт теоретическую основу для создания новых микробных вмешательств, способных корректировать мозговую активность через микробиом», — отмечают авторы исследования.
Главное
- 🧬 Выявлено 5 253 генома кишечных микробов, из них 3 548 — новые для науки.
- 🧠 Вариации в ДНК микробов связаны с изменениями метаболитов и нейроповеденческих черт.
- 💡 Открытие укрепляет концепцию оси «микробиом–метаболизм–мозг» и открывает путь к точечной терапии через микробиоту.
Литература.
“Gut microbial genetic variations are associated with exploratory behavior via SNV-driven metabolic regulation in a sheep model” by Lianmin Chen et al. Science China Life Sciences
