Studija istražuje molekularne veze između genetike,

Naša studija pokazuje da bi mikrobiom mogao biti partner genetike kako bi utjecao na pamćenje. "

Janet Jansson, mikrobiološki ekolog u Pacific Northwest National Laboratory i odgovarajući autor studije

Znanstvenici znaju da miševi koji su hranjeni mikrobima koji imaju koristi za zdravlje, zvani probiotici, doživjeti nekoliko pozitivnih prednosti. Znanstvenici također znaju da mikrobi proizvode molekule koje putuju kroz krv i djeluju kao kemijski glasnici koji utječu na druge dijelove tijela, uključujući mozak. Međutim, do sada nije bilo jasno koji bi specifični mikroorganizmi i mikrobni molekularni glasnici mogli utjecati na pamćenje.

"Izazov je u tome što jedinstveni genetski sastav miša i uvjeti okoliša utječu na njegovo pamćenje i mikrobiom, "rekao je Antoine Snijders, bioznanstvenik u Nacionalnom laboratoriju Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) i suodgovarajući autor. "Da bismo znali je li mikrobna molekula utjecala na pamćenje, morali smo razumjeti interakciju između genetike i mikrobioma. "

Utjecaj mikrobioma na memoriju sada je vrlo aktivno područje istraživanja, on je dodao, s više od 100 radova objavljenih u posljednjih pet godina o vezama između uobičajenih probiotika i pamćenja.

Genetika miša utječe na memoriju i mikrobiom crijeva

Prije nego što su počeli tragati za molekulama koje bi mogle biti uključene u poboljšanje pamćenja, Jansson, Snijders i njihove kolege morali su utvrditi kako genetika utječe na pamćenje.

Istraživači su započeli s zbirkom miševa pod nazivom Collaborative Cross. Uzgajali su 29 različitih sojeva miševa kako bi oponašali genetsku i fizičku raznolikost ljudske populacije. Uključuje miševe različitih veličina, boje i izgled kaputa (npr. plašljiv ili podebljan). Istraživači također znaju sekvence genoma svakog soja.

Prvi, tim je svakom soju miševa dao test pamćenja. Zatim su pregledali svaki soj na genetske varijacije i korelirali te varijacije s rezultatima pamćenja. Pronašli su dva seta gena povezanih s pamćenjem. Jedan je bio skup novih gena kandidata za utjecaj na spoznaju, dok je drugi skup gena već bio poznat.

Sljedeći, istraživači su analizirali crijevni mikrobiom svakog soja kako bi mogli uspostaviti mikrobne veze s genetikom i memorijskim vezama koje su već imali. Identificirali su četiri obitelji mikroba koje su povezane s poboljšanim pamćenjem. Najčešća od njih bila je vrsta Lactobacillus, L. reuteri.

Da biste testirali ovu povezanost, istraživači su hranili L. reuteri miševima bez klica bez crijevnih mikroba, a zatim su testirali memoriju miševa. Vidjeli su značajno poboljšanje u odnosu na miševe bez klica koji nisu hranjeni mikroorganizmima. Također su pronašli isto poboljšanje kada su hranili miševe bez klica jednom od dvije druge vrste Lactobacillus.

"Iako je ranije prijavljena veza između laktobacila i memorije, također smo ga neovisno pronašli na ovom nepristranom genetskom ekranu, "Snijders je rekao." Ovi rezultati sugeriraju da genetske varijacije velikim dijelom kontroliraju memoriju, kao i razlike u sastavu crijevnog mikrobioma među sojevima. "

Dijeta i probiotici jačaju pamćenje

Konačno, istraživači su htjeli utvrditi koje bi molekule povezane s mikrobima mogle biti uključene u poboljšanje memorije. Analizirali su stolicu, krv i tkivo mozga miševa bez klica hranili su svaki specifičnom vrstom Lactobacillus. Laktat je bio jedan od uobičajenih metaboličkih molekularnih nusprodukata; to je također molekula koju proizvode svi sojevi Lactobacillus.

Tim je hranio laktatom miševe za koje je prethodno utvrđeno da imaju slabo pamćenje i primijetili su da se njihovo pamćenje poboljšalo. Miševi hranjeni laktatnim ili mikroorganizmima Lactobacillus također su imali povećanu razinu gama-aminomaslačne kiseline (GABA), molekularni glasnik povezan s formiranjem memorije u njihovom mozgu.

Da bismo vidjeli može li se isti molekularni mehanizam primijeniti i kod ljudi, istraživači su kontaktirali Paula Wilmesa, na Sveučilištu u Luksemburgu, koji je razvio sićušni čip koji oponaša mjesto gdje mikrobi stupaju u interakciju s ljudskim crijevnim tkivom. Kad su Wilmes i njegove kolege testirali L. reuteri u ovom čipu, vidjeli su da laktat koji stvaraju mikrobi putuje kroz tkivo ljudskog crijeva, što ukazuje na to da bi mogao ući u krvotok i potencijalno otputovati u mozak.

"Iako ovo istraživanje jača ideju da prehrana, genetika, a ponašanja-poput sjećanja-povezana, potreban je daljnji rad kako bi se pokazalo može li laktobacili poboljšati pamćenje kod ljudi, "Rekao je Jansson.

Snijders se složio, dodajući da bi jednog dana moglo biti moguće koristiti probiotike za poboljšanje pamćenja kod ciljanih populacija, kao što su osobe s teškoćama u učenju i neurodegenerativnim poremećajima.

• Promjene u crijevnom mikrobiomu mogle bi poboljšati ishode raka za pušače
• Probojna studija pokazuje da se biopsijom s tekućinom može sigurno otkriti 26 nedijagnosticiranih karcinoma