Гризуни успадковують не лише гени своїх батьків, а й мікробіоту свого кишечника. Нове дослідження виявило, що кишкові мікроби можуть безпосередньо впливати на поведінкові риси нащадків, навіть через покоління. Це новаторське дослідження Інституту біології Макса Планка в Тюбінгені ставить під сумнів наше розуміння того, як передаються риси, і відкриває захоплюючі можливості щодо ролі мікробіома у формуванні поведінки тварин.
Протягом мільйонів років тварини та їхні мікробні мешканці еволюціонували разом у тонкому танці взаємозалежності. Хоча ми знаємо, що бактерії, віруси та грибки в кишечнику відіграють вирішальну роль у травленні, виробленні вітамінів і тренуванні імунної системи, вчені не були впевнені, чи можуть вони безпосередньо впливати на спадкові ознаки у складних ссавців, таких як миші.
Щоб дослідити це, дослідники провели ретельний експеримент із вільними від мікробів мишами — лабораторними тваринами, вирощеними повністю вільними від мікробів, щоб забезпечити чистий початок. Цим стерильним особинам трансплантували кишкову мікробіоту диких мишей. Потім стався ключовий поворот: вчені створили дві різні лінії мишей. В одній лінії вони неодноразово відбирали двох найбільш неактивних мишей і передавали їхні кишкові мікроби новій групі вільних мишей для кожного наступного покоління. Ця «лінія низької активності» слугувала експериментальною групою. Контрольна лінія з випадковим відбором мишей-донорів слугувала контрольною точкою порівняння.
Ретельний процес повторювався протягом чотирьох поколінь. Почавши з генетично ідентичних тварин і суворо контролюючи передачу мікробів, дослідники могли чітко віднести будь-які поведінкові зміни виключно до варіацій мікробіома кишечника.
Несподіване посилання: бактерії, поведінка та індолактатна кислота
В кінці чотирьох поколінь «лінія низької активності» продемонструвала значно знижену рухливість порівняно з контрольною групою. Аналіз мікробіомів їх кишечника показав переконливий зв’язок: миші з нижчим рівнем рухової активності мали більше бактерій Lactobacillus. Ці бактерії виробляють індомолочну кислоту (ILA), речовину, яка, як відомо, впливає на поведінку.
Щоб підтвердити цей причинно-наслідковий зв’язок, дослідники безпосередньо вводили Lactobacillus або ILA іншим мишам, і обидва втручання успішно пригнічували їхню рухову активність. Це стало переконливим доказом того, що певні кишкові мікроби дійсно можуть спричиняти зміни поведінки.
«Це дослідження надає перші експериментальні докази того, що відбір за ознакою хазяїна може призвести до варіацій тієї самої ознаки виключно через передачу мікробіому», — пояснили дослідники. «Це підкреслює важливу роль передачі мікробів у формуванні екології та еволюції тварин».
Це новаторське відкриття відкриває захоплюючі перспективи для майбутніх досліджень, потенційно розкриваючи, як кишкові мікроби впливають не лише на поведінку, але й на інші складні риси, такі як сприйнятливість до хвороб або навіть здатність до навчання через покоління.
