Wissenschaftler erforschen verbindungen zwischen Genetik, Darm-mikrobiom und Speicher
Eine neue Studie ist unter den ersten, die auf die Spur, die molekularen verbindungen zwischen Genetik, der Darm mikrobiom und Speicher in einem Maus-Modell gezüchtet, um zu ähneln die Vielfalt der menschlichen Bevölkerung.
Während verlockende verbindungen zwischen dem Darm-mikrobiom und Gehirn haben zuvor gefunden worden, ein team von Forschern von zwei US-Department of Energy national laboratories gefunden, die neue Hinweise auf konkrete verbindungen zwischen dem Darm und dem Gehirn. Das team identifiziert Laktat, ein Molekül, produziert von allen Arten von ein Darm Mikrobe, als key memory-Steigerung der molekularen messenger. Die Arbeit wurde veröffentlicht 17. April in der Fachzeitschrift BMC Mikrobiom.
„Unsere Studie zeigt, dass das microbiome möglicherweise partner mit Genetik zu beeinflussen, Speicher,“, sagte Janet Jansson, ein mikrobieller ökologe am Pacific Northwest National Laboratory und entsprechenden Autor der Studie.
Wissenschaftler wissen, dass Mäuse, die gefüttert wurden Mikroben, die Gesundheit profitieren, genannt Probiotika, Erfahrung mehrere positive Vorteile. Wissenschaftler wissen auch, dass Mikroben produzieren Moleküle, die Reisen durch die Blutbahn und fungieren als Chemische Botenstoffe, die Einfluss auf andere Teile des Körpers, einschließlich des Gehirns. Es war jedoch nicht klar, welche spezifischen Mikroorganismen und mikrobielle molekulare Botenstoffe beeinflussen könnten Speicher bis jetzt.
„Die Herausforderung ist, dass eine Maus der einzigartige genetische make-up und Umwelt-Bedingungen auch einen Einfluss auf die Speicher-und mikrobiom“, sagte Antoine Snijders, eine bioscientist am Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) und co-entsprechenden Autor. „Zu wissen, ob eine mikrobielle Molekül beeinflusst Gedächtnis, die wir brauchten, um zu verstehen, die Interaktion zwischen Genetik und die microbiome.“
Die mikrobiom-Einfluss auf das Gedächtnis ist ein sehr aktives Forschungsfeld nun, fügte er hinzu, mit mehr als 100 Veröffentlichungen in den letzten fünf Jahren auf die Beziehungen zwischen den gemeinsamen Probiotika und Speicher.
Maus-Genetik Einfluss von Speicher-und Darm-mikrobiom
Bevor Sie beginnen die Jagd für Moleküle beteiligt sein könnten mit Speicher Verbesserung, Jansson, Snijders und Ihre Kolleginnen und Kollegen benötigt, um zu bestimmen, wie Genetik beeinflussen das Gedächtnis.
Die Forscher begannen mit einer Sammlung Mäuse, genannt Collaborative Cross. Sie gezüchtet 29 verschiedene Stämme von Mäusen zu imitieren, die genetischen und physikalischen Vielfalt der menschlichen Bevölkerung. Es umfasst Mäuse in verschiedenen Größen, Fellfarben und disposition (z.B., ängstlich oder mutig). Forscher wissen auch die Genom-Sequenzen von jeder Sorte.
Ersten, das team gab jedem Stamm von Mäusen, die ein Speicher-test. Dann werden Sie durchleuchtet jede Sorte für genetische Variation und korreliert diese Schwankungen auf den Speicher die Ergebnisse. Sie fanden zwei Sätze von Genen, die im Zusammenhang mit Speicher. Das eine war eine Reihe von neuen Kandidatengenen für die Beeinflussung der Wahrnehmung, während die andere Gruppe von Genen war bereits bekannt.
Als Nächstes wollen die Wissenschaftler analysierten die Darm microbiome von jeder Sorte so, die Sie machen könnte die mikrobielle verbindungen, um die Genetik und die memory links, die Sie bereits hatte. Sie identifiziert vier Familien von Mikroben wurden im Zusammenhang mit der Verbesserung Speicher. Das am meisten common von diesen wurde eine Spezies von Lactobacillus, L. reuteri.
Um dies zu testen association, die Forscher fed L. reuteri auf keimfreie Mäuse ohne Darm Mikroben und dann getestet die Mäuse Speicher. Sie sah eine signifikante Verbesserung gegenüber keimfreie Mäuse nicht gefüttert Mikroben. Sie fanden auch die gleiche Verbesserung, wenn Sie gefüttert keimfreien Mäusen, eine der beiden anderen Lactobacillus-Arten.
„Während eine Verbindung zwischen Lactobacillus und Gedächtnis wurde bereits berichtet, wir fanden es auch unabhängig in einem unabhängigen genetischen screen,“ Snijders sagte. „Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass genetische variation in großen Teil kontrolliert Speicher, sowie die Unterschiede in der Zusammensetzung der Darm-mikrobiom-über Stämme.“
Ernährung und Probiotika-boost-Speicher
Schließlich wollten die Forscher ermitteln, welche Mikrobe-Verwandte Moleküle beteiligt sein könnten mit Speicher Erweiterung. Sie analysiert, Stuhl -, Blut-und Gehirn-Gewebe von keimfreien Mäusen, die jeder fed eine bestimmte Spezies von Lactobacillus. Laktat war eine der häufigsten Stoffwechsel-molekulare Nebenprodukte; es ist auch ein Molekül, das alle Lactobacillus-Stämme produzieren.
Das team fed-Laktat-Mäusen, die zuvor identifiziert haben ein schlechtes Gedächtnis und bemerkt, dass sich Ihr Gedächtnis verbessert. Mäusen gefüttert Laktat oder Mikroben Lactobacillus hatte auch erhöhte Werte von gamma-Aminobuttersäure (GABA), einem molekularen messenger verknüpft mit der Ausbildung des Gedächtnisses im Gehirn.
Um zu sehen, ob die gleichen molekularen Mechanismus könnte gelten auch Menschen, die Forscher kontaktiert, Paul Wilmes, an der Universität Luxemburg, wer hat einen winzigen chip, der imitiert, wo Mikroben interagieren mit menschlichen Darm-Gewebe. Wenn Wilmes und seinen Kollegen getestet, L. reuteri in diesem chip, sahen Sie, dass Laktat produziert, die von den Mikroben reiste durch den menschlichen Darm Gewebe, das anzeigt, dass es könnte in den Blutkreislauf gelangen und möglicherweise zu Reisen, um das Gehirn.
„Während diese Forschung stärkt die Idee, dass die Ernährung, Genetik und Verhalten—wie memory—verbunden sind, ist weitere Arbeit erforderlich, um zu zeigen, ob Lactobacillus verbessern können Speicher in den Menschen“, Jansson gesagt.