Португальские и австралийские нейрофизиологи выяснили, что пищевые предпочтения мушек дрозофил (Drosophila melanogaster) зависят от того, достаточно ли у них в корме незаменимых аминокислот. Также оказалось, что на выбор мушек влияют микроорганизмы, обитающие у них в кишечнике — Acetobacter pomorum и бактерии из рода Lactobacilli. Исследование опубликовано в PLoS ONE.
Кишечный микробиом — сообщество бактерий, обитающих в кишечнике — влияет на здоровье и возникновение некоторых заболеваний (например, ожирения). Ранее было показано, что от него зависит не только пищеварение, но и развитие мозга, поведение и возникновение некоторых неврологических расстройств. Также исследователи выяснили, что кишечные бактерии играют роль в регуляции количества углеводов в организме, а также контролируют его рост. Косвенно это свидетельствовало о том, что микробиом влияет на «круговорот» белка в организме, но насколько существенна роль бактерий, было неясно. Также было непонятно, играют ли какую-то роль кишечные бактерии в пищевых предпочтениях животных, и если да, то какую.
Чтобы это выяснить, авторы новой работы исследовали поведение мушки дрозофилы — распространенного модельного организма для биологических исследований. Дрожжи служат для дрозофил основным источником белка и аминокислот (молекул, из которых синтезируются белки). Если их убирали из рациона насекомых, мушки начинали хуже размножаться и испытывали «тягу» к белковой пище. Авторы нового исследования выяснили, что такой эффект возникает, если не добавлять в питательную среду, на которой выращивают дрозофил, хотя бы одну незаменимую аминокислоту. Если организм не способен вырабатывать ту или иную аминокислоту самостоятельно, а получает только с пищей, в «готовом» виде, такая аминокислота называется незаменимой.
Затем исследователи проверили, как влияет на пищевые предпочтения мушек кишечный микробиом. Дрозофил накормили бактериями пяти видов, которые входят в состав кишечного микробиома мушек. Оказалось, что три из них каким-то образом «компенсируют» отсутствие незаменимых аминокислот. Бактерии уменьшают «тягу» насекомых к дрожжам и восстанавливают фертильность мушек.
Сначала ученые предположили, что бактерии «подкармливают» мушек незаменимыми аминокислотами. Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи убрали из рациона дрозофил три незаменимые аминокислоты, «накормили» часть мушек бактериями (остальные стали контрольной группой), а затем измерили содержание этих аминокислот в тканях у особей из обеих групп. Содержание аминокислот оказалось одинаковым, поэтому ученые сочли, что гипотеза не подтвердилась.
В результате исследователи экспериментально так и не показали, как кишечный микробиом влияет на ощущение сытости. В другой работе было показано, что бактерии влияют на компоненты сигнального пути TOR, который влияет на пищевые пристрастия у позвоночных. Поэтому исследователи предположили, что кишечные бактерии, по-видимому, взаимодействуют с компонентами сигнального пути, высвобождая продукты обмена, которые вызывают у мушек ощущение сытости. При этом достаточного количества незаменимых аминокислот организм по-прежнему не получает.
Ранее ученые выяснили, что важную роль в регуляции кишечной микробиоты играет нервная система кишечника.