На пищевые предпочтения дрозофил влияют бактерии

Микрофлора кишечника влияет на выбор пищи — к такому выводу пришли учёные из Центра изучения неизвестного (португ. Centro de Investigação para o Desconhecido) и Университета Монаша (Monash University) после экспериментов на дрозофилах. Они показали, что на предпочтения плодовых мушек воздействуют два вида бактерий — Acetobacter pomorum и Lactobacilli. Результаты исследования опубликованы в журнале PLOS Biology.

В том, что питательные вещества и бактерии в кишечнике влияют на здоровье организма, учёные не сомневаются. Например, развитие ожирения связывают с определённым пищевым рационом и составом микрофлоры. Однако мысль о том, что микробы влияют на поведение, кажется не такой очевидной. Эксперименты на плодовой мушке Drosophila melanogaster позволили исследователям пролить свет на то, как у животных формируются пищевые предпочтения. Они показали, что насекомые, которые не получают с пищей незаменимых аминокислот (тех, которые организм не вырабатывает самостоятельно), откладывают меньше яиц и предпочитают богатые белками дрожжи. Причём аппетит на протеины просыпался у дрозофил даже тогда, когда в корме недоставало всего одной незаменимой аминокислоты.

Как исследователи определяли предпочтения мушек? Они поместили насекомых в чашку Петри, на которую нанесли несколько капель одного питательного раствора, подкрашенного синим красителем, а другого — красным. По окончании эксперимента исследователи рассматривали брюшки мушек под микроскопом и по цвету определяли, ограничивались ли те одним вариантом или ели и то и другое. Ещё один способ — поместить дрозофил в ёмкость, в которую спускаются трубочки, наполненные питательной средой. Среди прочего, учёные сравнивали раствор сахарозы без аминокислот и корм, богатый аминокислотами, но без сахарозы. Дрозофилы, которые не получали аминокислот, уверенно выбирали второй вариант. Но стоило убрать из среды эти полезные вещества — и насекомые принимались есть сладкое.

Одна из установок, которую использовали в ходе экспериментов.

Исследователи проверили, как на пищевые предпочтения влияют пять видов бактерий, которые живут в кишечнике дрозофил в естественных условиях. Для этого микроорганизмы добавили в корм насекомых. Результаты превзошли все ожидания: бактерии Acetobacter pomorum и Lactobacilli нивелировали «дрожжевой аппетит» и восстанавливали фертильность у тех, кто не получил незаменимых аминокислот. «С правильной микрофлорой плодовые мушки могут переносить эти неблагоприятные, с точки зрения питательных веществ, ситуации», — комментирует Зита Корвальо-Сантос (Zita Carvalho-Santos), одна из авторов исследования.

Одна из установок, которые использовали в ходе экспериментов. Устройство под названием flyPAD (fly Proboscis and Activity Detector) три года назад представили учёные из Центра изучения неизвестного и Вашингтонского университета. Некоторые из них принимали участие и в этом исследовании.

«У плодовых мушек основных видов бактерий пять, у людей их сотни», — добавляет её коллега, Патрисия Франсиско (Patrícia Francisco). Эксперименты на модельных животных позволяют изучать факторы, которые влияют на пищевое поведение и, как следствие — на здоровье. Причём авторы предполагают, что те же механизмы могут действовать и у позвоночных. Каким образом бактерии влияют на аппетит? «Наша первоначальная гипотеза состояла в том, что эти бактерии обеспечивают мушек недостающими незаменимыми аминокислотами», — объясняет Сантос. Чтобы её проверить, учёные лишили дрозофил трёх незаменимых аминокислот и часть насекомых накормили смесью из бактерий пяти разных видов. После этого они измерили содержание соответствующих аминокислот в тканях головы мушек из экспериментальной и контрольной групп. Оно оказалось одинаковым, поэтому исследователи заключили, что гипотеза не подтвердилась. По словам Сантос, микрофлора «судя по всему, вызывает изменения метаболизма, которые напрямую влияют на мозг и тело, которое имитирует состояние насыщения белком».