Исследование может дать важные сведения о факторах, влияющих на ритмы микробиома человека

Патоген холеры может приобретать большие участки генетического материала от соседних бактерий

Почти каждый организм содержит набор симбиотических микробов – микробиом. В настоящее время признано, что микробиомы являются основными движущими силами здоровья всех животных, включая человека, и что эти симбиотические системы часто демонстрируют сильные суточные ритмы.

Новое исследование, проведенное учеными Гавайского университета в Маноа, показало, что во взаимовыгодных отношениях между кальмаром гавайского бобтейла, сколопами Euprymna и люминесцентной бактерией, Vibrio fischeri, иммунный белок называется «фактором, препятствующим миграции макрофагов. "или" МИФ "- маэстро суточных ритмов.

Это открытие, опубликованное в Proceedings of the National Academy of Sciences может дать важные ключи к разгадке факторов, влияющих на ритмы микробиома человека, поскольку белок MIF также в изобилии обнаружен в симбиотических тканях млекопитающих.

Чтобы выжить, ночной гавайский кальмар бобтейл зависит от V. fischeri, который дает ему способность имитировать лунный свет на поверхности океана и обманывать тюленей-монахов и других хищников, добывая себе пищу.

Симбиотические бактерии также нуждаются в питании, особенно ночью, когда они более многочисленны и их свет необходим для маскировки кальмаров.

Исследовательская группа, возглавляемая Эриком Кохом, который на момент проведения исследования был научным сотрудником Тихоокеанского исследовательского центра биологических наук (PBRC) Школы океанических и земных наук и технологий Университета Маноа (SOEST), определила кальмар регулирует выработку MIF как способ контролировать движение специализированных иммунных клеток, называемых гемоцитами, которые обеспечивают бактериями хитин, которым они могут питаться.

Ночью, когда группа обнаружила низкий уровень MIF в световом органе кальмара, гемоциты были допущены в регионы, где обитают бактерии, и был доставлен хитин.

В течение дня MIF был очень высоким, что мешает гемоцитам проникать в симбиотические ткани и сбрасывать свой хитин в неподходящее время.

Этот круговорот питательных веществ каскадно влияет на все другие ритмы, связанные с симбиотической системой – возможно, влияя на общее состояние здоровья, развитие или воспроизводство.

В течение почти трех десятилетий профессора Маргарет Макфолл-Нгай и Эдвард Руби из PBRC использовали систему симбиоза кальмаров и бактерий для характеристики микробиомов животных.

Мы распознавали суточные ритмы в симбиозе кальмаров и вибрионов с 1996 года, но неизвестно, как этот ритм контролируется. Это исследование четко сфокусировало все это, позволяя нам понять, как работает ритм и как он созревает в животном »

Макфолл-Нгаи, профессор Гавайского университета в Маноа

Такие открытия могут проложить путь к пониманию того, как функционируют микробиомы – что они делают и как они это делают – в других организмах и окружающей среде.

«Недавнее исследование кишечного микробиома млекопитающих и человека показало, что MIF присутствует в больших количествах и контролирует взаимодействия микробов с клеткой-хозяином», – сказал Макфолл-Нгаи.

«Как и в случае с другими явлениями, такими как индукторы развития, простота системы кальмар-вибрион открыла окно в механизмы симбиоза.

Поскольку эти механизмы, по-видимому, хорошо сохраняются у всех животных, включая людей, понимание того, как они функционируют, обещает дать нам инструменты для развития здоровых людей и устойчивых экосистем ».

Источник:

Гавайский университет в Маноа

Ссылка на журнал:

Koch, EJ, и др. . (2020) Цитокин MIF контролирует суточные ритмы питания симбионтов в ассоциации животных и бактерий. Труды Национальной академии наук . doi.org/10.1073/pnas.2016864117.

Source link