Tyrimas tiria molekulinius ryšius tarp genetikos,

Mūsų tyrimas rodo, kad mikrobiomas gali bendradarbiauti su genetika, kad paveiktų atmintį. "

Janet Jansson, Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinės laboratorijos mikrobų ekologas ir atitinkamas tyrimo autorius

Mokslininkai žino, kad pelės, kurios buvo šeriamos mikrobais, kurie yra naudingi sveikatai, vadinamas probiotikais, patirti keletą teigiamų privalumų. Mokslininkai taip pat žino, kad mikrobai gamina molekules, kurios keliauja per kraują ir veikia kaip cheminiai pasiuntiniai, veikiantys kitas kūno dalis, įskaitant smegenis. Tačiau, iki šiol nebuvo aišku, kurie specifiniai mikroorganizmai ir mikrobų molekuliniai pasiuntiniai gali turėti įtakos atminčiai.

„Iššūkis yra tas, kad unikali pelės genetinė sudėtis ir aplinkos sąlygos taip pat veikia jos atmintį ir mikrobiomą, “, - sakė Antoine'as Snijdersas. Lawrence Berkeley nacionalinės laboratorijos (Berkeley Lab) biomokslininkas ir bendraautorius. "Norėdami sužinoti, ar mikrobų molekulė paveikė atmintį, mums reikėjo suprasti genetikos ir mikrobiomos sąveiką “.

Mikrobiomo poveikis atminčiai dabar yra labai aktyvi tyrimų sritis, jis pridėjo, per pastaruosius penkerius metus paskelbta daugiau nei 100 straipsnių apie įprastų probiotikų ir atminties sąsajas.

Pelės genetika įtakoja atmintį ir žarnyno mikrobiomą

Prieš pradėdami medžioti molekules, kurios gali būti susijusios su atminties gerinimu, Jansson, Snijdersas ir jų kolegos turėjo nustatyti, kaip genetika veikia atmintį.

Tyrėjai pradėjo nuo pelių kolekcijos, vadinamos „Bendradarbiavimo kryžiumi“. Jie išvedė 29 skirtingų rūšių peles, kad imituotų žmonių populiacijos genetinę ir fizinę įvairovę. Tai apima įvairaus dydžio peles, kailio spalvos ir išvaizda (pvz. nedrąsus ar drąsus). Tyrėjai taip pat žino kiekvienos padermės genomo sekas.

Pirmas, komanda davė kiekvienai pelių padermei atminties testą. Tada jie tikrino kiekvieną padermę dėl genetinių variacijų ir susiejo šiuos variantus su atminties rezultatais. Jie rado du su atmintimi susijusius genus. Vienas iš jų buvo naujų genų kandidatų rinkinys, turintis įtakos pažinimui, o kitas genų rinkinys jau buvo žinomas.

Kitas, tyrėjai išanalizavo kiekvienos padermės žarnyno mikrobiomą, kad galėtų užmegzti mikrobinius ryšius su jau turima genetika ir atminties ryšiais. Jie nustatė keturias mikrobų šeimas, kurios buvo susijusios su pagerėjusia atmintimi. Dažniausia iš jų buvo Lactobacillus rūšis, L. reuteri.

Norėdami išbandyti šią asociaciją, tyrėjai L. reuteri šėrė pelėms be gemalų be jokių žarnyno mikrobų ir tada patikrino pelių atmintį. Jie pastebėjo reikšmingą pagerėjimą, palyginti su pelėmis be mikrobų, kurios nebuvo šeriamos mikrobais. Jie taip pat pastebėjo tą patį pagerėjimą, kai jie šėrė peles be gemalų vieną iš dviejų kitų Lactobacillus rūšių.

„Nors anksčiau buvo pranešta apie ryšį tarp Lactobacillus ir atminties, mes taip pat radome tai nepriklausomai šiame nešališkame genetiniame ekrane, "Snijdersas sakė." Šie rezultatai rodo, kad didelė genetinė variacija kontroliuoja atmintį, taip pat žarnyno mikrobiomos sudėties skirtumai tarp padermių ".

Dieta ir probiotikai stiprina atmintį

Pagaliau, tyrėjai norėjo nustatyti, kurios su mikrobais susijusios molekulės gali būti susijusios su atminties gerinimu. Jie analizavo išmatas, pelių be gemalų kraujas ir smegenų audinys, maitinami tam tikra Lactobacillus rūšimi. Laktatas buvo vienas iš įprastų metabolinių molekulinių šalutinių produktų; tai taip pat yra molekulė, kurią gamina visos Lactobacillus padermės.

Komanda šėrė laktatu peles, kurios anksčiau buvo pripažintos silpnos atminties, ir pastebėjo, kad jų atmintis pagerėjo. Pelės, šeriamos laktato ar Lactobacillus mikrobais, taip pat padidino gama-aminosviesto rūgšties (GABA) kiekį, molekulinis pasiuntinys, susijęs su atminties formavimu jų smegenyse.

Norėdami sužinoti, ar tas pats molekulinis mechanizmas gali būti taikomas ir žmonėms, tyrėjai susisiekė su Paulu Wilmesu, Liuksemburgo universitete, kuris sukūrė mažą mikroschemą, imituojančią, kur mikrobai sąveikauja su žmogaus žarnyno audiniu. Kai Wilmesas ir jo kolegos išbandė L. reuteri šiame luste, jie pamatė, kad mikrobų gaminamas laktatas keliauja per žmogaus žarnyno audinį, rodo, kad jis gali patekti į kraują ir potencialiai nukeliauti į smegenis.

„Nors šis tyrimas sustiprina mintį, kad dieta, genetika, ir elgesys, kaip atmintis, yra susijęs, reikia toliau dirbti, siekiant parodyti, ar Lactobacillus gali pagerinti žmonių atmintį, “ - sakė Jansonas.

Snijdersas sutiko, pridurdamas, kad vieną dieną gali būti įmanoma naudoti probiotikus, kad pagerėtų tikslinė populiacija, tokių kaip žmonės, turintys mokymosi sutrikimų ir neurodegeneracinių sutrikimų.

• Žarnyno mikrobiomos pakeitimai gali pagerinti rūkančiųjų vėžio rezultatus
• Proveržio tyrimas rodo, kad skystas biopsijos tyrimas gali saugiai aptikti 26 nediagnozuotus vėžio atvejus