У многих из нас, когда мы думаем о микробиомах, наши первые мысли, вероятно, связаны с полезными микроорганизмами, которые живут в нашем кишечнике. Но теперь исследователи из Японии и США обнаружили, как микробы, живущие в плодовых мушках, могут улучшить их размножение.

В недавно опубликованном исследовании в Communications Biology исследовательская группа обнаружила, что микробы в микробиоме дрозофилы участвуют в контроле зародышевых стволовых клеток, из которых формируются яйцеклетки, а также в последующем созревании яйцеклеток у самок дрозофилы.

Микробиом -; сообщество микроорганизмов, которые живут вместе в хозяине и на нем -; играет огромную роль в обеспечении функций, необходимых для выживания. Это включает в себя регуляцию обмена веществ, поступление питательных веществ и размножение, включая улучшение фертильности в условиях недостаточного питания. Однако конкретные молекулярные механизмы, позволяющие микробам контролировать созревание зародышевой линии (линии клеток в организме, из которых образуются яйцеклетки и сперматозоиды), по-прежнему остаются загадкой.

«Мы предполагаем, что микробы контролируют различные стадии оогенеза, которые приводят к производству яйцеклеток в яичниках», — говорит ведущий автор исследования Рицуко Суяма. «Они могут делать это путем изменения уровня гормонов и их последовательных путей и, следовательно, могут способствовать фертильности хозяина в условиях плохого питания».

Исследователи исследовали влияние микробов на оогенез у плодовых мушек, Drosophila melanogaster. Используя генетический анализ, команда обнаружила, что микробы стимулируют оогенез, ускоряя деление клеток яичников и подавляя запрограммированную гибель клеток, а также увеличивая выработку стволовых клеток зародышевой линии (GSC) за счет усиленного клеточного деления и, в конечном итоге, увеличивая количество зрелых яйцеклеток у самок.

Мы обнаружили, что усиление репродуктивной функции микробов контролировалось активацией гормональных путей для экдизона и ювенильных гормонов в стволовых клетках зародышевой линии — клетках, которые развиваются в яйцеклетки.»

Тоши Кай, старший автор

Экдизон — стероидный гормон, регулирующий линьку насекомых. Исследователи обнаружили, что путь экдизона может быть важным посредником в индуцированном микробами увеличении GSC и созревании яиц. Между тем, путь ювенильных гормонов участвует только в пролиферации GSC, что указывает на то, что гормональные пути активируются на разных стадиях оогенеза.

«Наши результаты показывают, что микробы окружающей среды могут улучшать размножение хозяев, контролируя выделение гормонов и усиливая оогенез у своих хозяев», — говорит Суяма.

Эти новые открытия о взаимодействии микробов-хозяев могут открыть новые пути улучшения репродуктивного здоровья, например, с помощью новых методов лечения, включающих пробиотики. В частности, результаты этого исследования внесут вклад в понимание того, как микробы стимулируют репродуктивные процессы своего хозяина, что откроет двери для новых методов улучшения фертильности и лечения бесплодия.