Mikroplar besinler için rekabet eder, metabolizmayı etkiler, farelerde gelişim

Anonim

Wisconsin-Madison Üniversitesi'nden bir bakteri profesörü olan Federico Rey, “Gut bakterileri, yemekten önce çok fazla yiyeceğimizi kullanmaktadır” diyor. Sonra artıklarını ya da atıklarını alırız.

Sorun, Rey diyor ki, eğer mikrobiyomumuz overindeyse, ihtiyaç duyduğumuz besinlere erişemeyebiliriz. Bu, Rey'in grubu tarafından yürütülen yeni araştırmanın öneri olarak, bu önemli besin maddesinden yoksun olan yüksek seviyeli mikropları barındıran fareleri gösterir. Kolin-aç bakterisi olmayan farelerle karşılaştırıldığında, kolin-aç bırakılmış fareler, metabolik hastalıklara karşı artan bir duyarlılığa sahip olmuş ve beyinde biyokimyasal değişiklikler ile yavruları doğurmuş ve daha fazla endişeli davranış sergilemiştir.

Çalışma bu hafta (24 Ağustos) Cell Host & Microbe'de yayınlandı. Harvard Üniversitesi'nden araştırmacılar UW-Madison Bakteriyoloji profesörü Daniel Amador-Noguez ve ayrıca araştırmacılar tarafından da desteklendi.

Epigenetik düzenleme — genlerin, ne kadar ifade edildiğini kontrol eden kimyasal gruplarla süslenmesi — çok fazla kolin tüketen bağırsak bakterilerinin etkilerinin altını çizmektedir. Kolin, DNA'da bu modifikasyonları yapmak için hücrelerin kullandığı kaynak havuzuna katkıda bulunur ve daha az kolin mevcut olduğunda, hücrenin genleri modifiye etme ve düzenleyebilme yeteneği bozulabilir. Karaciğerden beyne olan dokular, yüksek düzeyde kolin yiyen mikroplarla farelerde epigenetik paternleri değiştirmişti.

“Epigenetik modifikasyonlar, genlerin nasıl ifade edildiğini değiştiriyor” diye açıklıyor Rey'in grubundaki bir yüksek lisans öğrencisi ve yeni araştırmanın baş yazarlarından Kym Romano. "Bu değişiklikler karaciğerimizi karaciğere ve kalbimize bir kalp yapan şeydir."

Tahminler, hamileler dahil olmak üzere, ABD nüfusunun sadece yüzde 10'unun, önerilen diyet kolinini karşıladığını göstermektedir. Besin için besinsel talep gelişmekte olan fetüste epigenetik regülasyon ve hücresel sağlığı desteklemek için hamilelik sırasında artar ve çalışmalar çocuklarda değişmiş davranışları olan insanlardaki hamilelik sırasında kolin eksikliği ile ilişkilidir. Kolin, soya fasulyesi, yumurta, et, balık, karnabahar, süt ve diğer gıdalarda yüksek miktarlarda bulunur.

Mikrobiyomların bu temel besin maddesi için konaklarıyla rekabet edip edemeyeceğini test etmek için, Rey grubunun tanımlı mikrop popülasyonları ile kolonize edilmiş mikropsuz fareler kullanıldı. Bazı fareler kolin yiyenlere sahipti; diğerleri, tek bir geni mutasyona sokarak kolin tüketiminin kesintiye uğradığı topluluklara sahipti.

Romano farelere farelerde bir dizi metabolik hastalığa neden olan yüksek yağlı bir diyet verdiğinde, kolin yiyen mikroplara sahip hayvanlar daha fazla karın yağını eklediler ve daha az yağlı karaciğerleri vardı;

Hamilelik kolesterol için yüksek bir talep yarattığından beri, Rey'ın ekibi aynı zamanda nesiller boyunca kolin yiyen mikropların etkilerini de test etti. Romano, kolin yiyen bakterilere sahip farelerin yavrularının, beyinlerinde epigenetik paternleri değiştirdiğini ve normal gelişim ile ilgili sorunlara yol açtığını buldu. Davranışsal sorunlara genetik olarak duyarlı olan farelerde, kolin-yiyen mikroplara sahip olanlar, kafeslerindeki mermerleri gömmek gibi daha endişeli davranışlar sergilemiştir. Anneler de artan anksiyete belirtileri gösteren, artan düzeyde bebek öldürme ve obsesif tımarlanma göstermiştir.

Rey, “Kolin eksikliğinin insan sağlığına önem veren bir problem olduğunu gösteren insan çalışmaları var ve bu çalışmanın gerçekten sağladığı şey, bu durumun daha da şiddetlenmesi muhtemel bir mekanizmadır” diyor.

Rey'ın ekibi, epigenetik düzenlemenin kolin yiyen mikrobiyomların olumsuz etkilerini kısmen açıklamasından şüphelenmesine rağmen, TMAO olarak bilinen bakteriyel kolin metabolizmasının yan ürünü de olumsuz sonuçlarla bağlantılıdır. Deneylerinde, Rey'ın laboratuarı, kolin-yiyen bakterileri barındıran farelerde daha yüksek TMAO seviyelerini gözlemlemiştir. Toksik TMAO, bu hayvanlarda görülen uzun süreli metabolik ve gelişimsel bozulmaları yaratmak için bozulmuş epigenetik örüntülerle birlikte çalışabilir.

TMAO birikiminin toksik etkileri potansiyel diyet ilaçlarını da karmaşıklaştırır - diyette daha fazla kolin beslenme eksikliklerini düzeltmekten ziyade daha fazla TMAO'ya yol açabilir.

Bu çalışma, beslenme, bağırsak mikropları ve konakçı metabolizması arasındaki karmaşık bağlantının sağlık için hayati öneme sahip olduğunu gösterirken, farelerde ya da insanlarda sonuçların nasıl iyileştirileceğiyle ilgili birçok soru vardır.

Romano, "Herhangi bir iyi bilim projesi gittikçe, bir cevabın yüzeyini çizdik ama içinden geçmek için bir milyon daha fazla kapı açtık, " diyor.

menu
menu