2020年6月30日

肠道细菌影响蠕虫的行为

乍看上去

  • 特定的肠道细菌通过影响蠕虫对气味的反应来影响蠕虫的进食决策。 
  • 这些发现提供了对肠道微生物如何影响简单生物行为的见解。
秀丽隐杆线虫 long虫秀丽隐杆线虫(秀丽隐杆线虫)长期以来一直用于研究基础生物学的各个方面,现已成为研究微生物组的模型生物。 HeitiPaves / iStock / Getty Images Plus

肠道充满细菌和其他微生物。肠道微生物的这一集合(称为肠道微生物组)可能在胃部以外发挥作用。动物研究表明,肠道细菌可能会影响大脑并影响其宿主的行为。

已显示某些肠道细菌会产生神经递质,化学信使,使脑细胞之间进行交流。但是,人们对肠道微生物可能影响宿主动物行为的方式的了解还很少。 

为了探索肠道微生物对行为的影响,一个研究小组带领博士。布兰代斯大学的Michael O’Donnell和Piali Sengupta进行了研究 秀丽隐杆线虫,一种蠕虫。他们调查了肠道细菌如何影响蠕虫的食物选择。

细菌是 线虫 主要食物来源。研究人员给蠕虫喂食了不同的细菌,这些细菌会影响蠕虫感知气味的能力。然后,他们测试了蠕虫是否向特定气味分子移动或远离特定气味分子移动。

这项研究是由美国国立卫生研究院的国立神经疾病和中风研究所(NINDS),国立耳聋和其他交流障碍研究所(NIDCD)和国立普通医学科学研究所(NIGMS)资助的。结果出现在 性质 2020年6月17日。

研究小组发现蠕虫长在 普罗维登西亚 与其他细菌上生长的辛醇相比,细菌不太可能避免辛醇(某些细菌分泌的大分子)。蠕虫通常避免高浓度的辛醇。

生活 普罗维登西亚 蠕虫的内脏中存在细菌,这些细菌向辛醇迁移。这表明,蠕虫的行为可能部分取决于这些细菌产生的物质。 

研究人员发现了一种涉及化学酪胺的途径,该途径由 普罗维登西亚 肠道中的细菌。蠕虫体内的酪胺会转变为章鱼胺,后者是一种神经递质。章鱼胺靶向感觉神经元上的受体,该受体控制蠕虫对气味的厌恶。这使蠕虫更耐辛醇。

研究人员接着确定了细菌产生酪胺所需的基因。此外,他们发现蠕虫会在 普罗维登西亚 偏爱饮食 普罗维登西亚 超过其他细菌性食物来源。当研究小组使用基因工程技术消除细菌产生酪胺的能力时,蠕虫便失去了对它们的偏好。

研究小组发现细菌会产生与辛醇有关的气味化合物。 普罗维登西亚 能够被蠕虫吃掉并在其内脏中th壮成长。这些发现表明肠道细菌产生的神经递质如何影响行为。在这种情况下,这种变化使蠕虫和细菌都受益。

O’Donnell博士说:“从微生物到行为,我们一直可以将各个点连接起来,并确定该过程可能涉及的整个途径。”

NINDS计划主任罗伯特·里德尔(Robert Riddle)博士说:“这里的肠道细菌正在影响动物对环境的感知,并导致其向同一细菌的外部来源迁移。” “肠道细菌实际上使它们的物种对动物更鲜美。”

相关链接

参考文献: 肠道细菌产生的神经递质会调节宿主的感觉行为。  O'Donnell议员,Fox BW,Chao PH,Schroeder FC,Sengupta P.O'Donnell议员等。 性质。 2020年6月17日。doi:10.1038 / s41586-020-2395-5。在线印刷。 PMID:32555456。

资金: 美国国立卫生研究院(NIH)的国家神经疾病和中风研究所(NINDS),国家耳聋和其他交流障碍研究所(NIDCD)和国家普通医学科学研究所(NIGMS);国家科学基金会。