Tutkimus tutkii molekyylisiä yhteyksiä genetiikan,

Tutkimuksemme osoittaa, että mikrobiomi voi olla kumppani genetiikan kanssa vaikuttaakseen muistiin. "

Janet Jansson, Pacific Northwest National Laboratoryn mikrobiekologi ja tutkimuksen vastaava kirjoittaja

Tutkijat tietävät, että hiiret, joille on syötetty terveyttä edistäviä mikrobeja, kutsutaan probiooteiksi, kokea useita positiivisia etuja. Tiedemiehet tietävät myös, että mikrobit tuottavat molekyylejä, jotka kulkevat veren läpi ja toimivat kemiallisina sanansaattajina, jotka vaikuttavat muihin kehon osiin, mukaan lukien aivot. Kuitenkin, ei ollut selvää, mitkä erityiset mikro -organismit ja mikrobien molekyyliviestit voivat vaikuttaa muistiin tähän asti.

"Haasteena on, että hiiren ainutlaatuinen geneettinen rakenne ja ympäristöolosuhteet vaikuttavat myös sen muistiin ja mikrobiomiin, "sanoi Antoine Snijders, biotieteilijä Lawrence Berkeleyn kansallisessa laboratoriossa (Berkeley Lab) ja vastaava kirjoittaja. "Tietää, vaikuttaako mikrobimolekyyli muistiin, meidän piti ymmärtää genetiikan ja mikrobiomin vuorovaikutus. "

Mikrobiomin vaikutus muistiin on nyt erittäin aktiivinen tutkimusalue, hän lisäsi, Viimeisten viiden vuoden aikana on julkaistu yli 100 artikkelia yhteisten probioottien ja muistin välisistä yhteyksistä.

Hiiren genetiikka vaikuttaa muistiin ja suoliston mikrobiomiin

Ennen kuin he alkoivat metsästää muistia parantavia molekyylejä, Jansson, Snijdersin ja heidän kollegoidensa piti selvittää, miten genetiikka vaikuttaa muistiin.

Tutkijat aloittivat Collaborative Cross -hiirikokoelman. He kasvattivat 29 erilaista hiirikantaa jäljittelemään ihmispopulaation geneettistä ja fyysistä monimuotoisuutta. Se sisältää erikokoisia hiiriä, turkin värit ja asenne (esim. arka tai rohkea). Tutkijat tietävät myös kunkin kannan genomisekvenssit.

Ensimmäinen, ryhmä antoi jokaiselle hiirikannalle muistitestin. Sitten he seuloivat jokaisen kannan geneettisten muunnelmien varalta ja korreloivat nämä vaihtelut muistin tuloksiin. He löysivät kaksi muistiin liittyvää geeniryhmää. Yksi oli joukko uusia ehdokasgeenejä kognitioon vaikuttamiseen, kun taas toinen geenisarja oli jo tiedossa.

Seuraava, tutkijat analysoivat jokaisen kannan suoliston mikrobiomia, jotta he voisivat muodostaa mikrobiyhteyksiä jo olemassa olevaan genetiikkaan ja muistilinkkeihin. He tunnistivat neljä mikrobiperhettä, jotka liittyivät parantuneeseen muistiin. Yleisin niistä oli Lactobacillus -laji, L. reuteri.

Testaaksesi tätä yhdistelmää, tutkijat ruokkivat L. reuteri -bakteeria bakteerittomille hiirille ilman suoliston mikrobeja ja testasivat sitten hiirien muistia. He havaitsivat merkittävän parannuksen verrattuna bakteerittomiin hiiriin, joita ei ruokittu mikrobeilla. He havaitsivat saman parannuksen myös ruokkiessaan itämättömiä hiiriä yhdellä kahdesta muusta Lactobacillus-lajista.

"Vaikka aiemmin ilmoitettiin linkistä Lactobacilluksen ja muistin välillä, löysimme sen myös itsenäisesti tässä puolueettomassa geneettisessä näytössä, "Snijders sanoi." Nämä tulokset viittaavat siihen, että geneettinen vaihtelu suurelta osin ohjaa muistia, samoin kuin erot suoliston mikrobiomin koostumuksessa eri kantojen välillä. "

Ruokavalio ja probiootit lisäävät muistia

Lopuksi, tutkijat halusivat tunnistaa, mitkä mikrobiin liittyvät molekyylit saattavat olla mukana muistin parantamisessa. He analysoivat ulosteita, veri ja aivokudos bakteerittomista hiiristä, jotka kumpikin ruokkivat tiettyä Lactobacillus-lajia. Laktaatti oli yksi yleisimmistä metabolisista molekyylisivutuotteista; se on myös molekyyli, jota kaikki Lactobacillus -kannat tuottavat.

Ryhmä ruokki laktaattia hiirille, joiden aiemmin oli todettu olevan huono muisti, ja huomasivat, että heidän muistinsa parani. Laktaatti- tai Lactobacillus-mikrobeille syötetyillä hiirillä oli myös kohonnut gamma-aminovoihappo (GABA), molekyyliviestintä, joka liittyy muistin muodostumiseen aivoissaan.

Jos haluat nähdä, voisiko sama molekyylimekanismi soveltua myös ihmisiin, tutkijat ottivat yhteyttä Paul Wilmesiin, Luxemburgin yliopistossa, joka kehitti pienen sirun, joka jäljittelee sitä, missä mikrobit ovat vuorovaikutuksessa ihmisen suolistokudoksen kanssa. Kun Wilmes ja hänen kollegansa testasivat L. reuteria tässä sirussa, he näkivät, että mikrobien tuottama laktaatti kulki ihmisen suolistokudoksen läpi, osoittaa, että se voi päästä verenkiertoon ja mahdollisesti kulkea aivoihin.

"Vaikka tämä tutkimus vahvistaa ajatusta, että ruokavalio, genetiikka, ja käyttäytyminen-kuten muisti-liittyvät toisiinsa, lisätyötä tarvitaan osoittamaan, voiko Lactobacillus parantaa ihmisten muistia, "Jansson sanoi.

Snijders suostui, lisäämällä, että saattaa olla mahdollista, että jonain päivänä probioottien käyttö parantaa muistia kohderyhmissä, kuten ihmiset, joilla on oppimisvaikeuksia ja neurodegeneratiivisia häiriöitä.

• Muutokset suoliston mikrobiomiin voivat parantaa tupakoitsijoiden syöpätuloksia
• Läpimurtotutkimus osoittaa, että nestemäinen biopsiatesti voi havaita turvallisesti 26 diagnosoimatonta syöpää