Wielu z nas, gdy myślimy o mikrobiomach, w pierwszej kolejności myślimy o pożytecznych mikroorganizmach żyjących w naszych jelitach. Ale teraz naukowcy z Japonii i USA odkryli, w jaki sposób drobnoustroje żyjące w muszkach owocowych mogą wspomagać ich rozmnażanie.

W niedawno opublikowanym badaniu w Biologia komunikacjigrupa badawcza ujawniła, że ​​drobnoustroje występujące w mikrobiomie muszki owocowej biorą udział w kontrolowaniu komórek macierzystych linii zarodkowej, które tworzą jaja, a także w późniejszym dojrzewaniu jaj u samic muszek owocowych.

Mikrobiom – czyli społeczność mikroorganizmów żyjących razem w żywicielu i na jego powierzchni – odgrywa ogromną rolę w zapewnianiu funkcji niezbędnych do przetrwania. Obejmuje to regulację metabolizmu, przyjmowanie składników odżywczych i reprodukcję, w tym poprawę płodności w warunkach nieodpowiedniego odżywiania. Jednakże specyficzne mechanizmy molekularne umożliwiające drobnoustrojom kontrolowanie dojrzewania linii zarodkowej (linii komórek w organizmie, z których powstają komórki jajowe i plemniki) nadal pozostają tajemnicą.

„Proponujemy, aby drobnoustroje kontrolowały różne etapy oogenezy, która prowadzi do wytwarzania komórek jajowych w jajniku” – mówi główna autorka badania Ritsuko Suyama. „Mogą tego dokonać, modyfikując poziomy hormonów i ich kolejne szlaki, a zatem mogą promować płodność gospodarza w warunkach złego odżywiania”.

Naukowcy zbadali wpływ drobnoustrojów na oogenezę muszek owocowych, muszka owocowa. Korzystając z analizy genetycznej, zespół ujawnił, że drobnoustroje pobudzają oogenezę, przyspieszając podział komórek jajnika i hamując zaprogramowaną śmierć komórek, a także zwiększając produkcję komórek macierzystych linii germinalnej (GSC) poprzez wzmożenie podziału komórek i ostatecznie zwiększenie liczby dojrzałych komórek jajowych u kobiet.

Odkryliśmy, że wzmocnienie funkcji rozrodczych drobnoustrojów było kontrolowane przez aktywację szlaków hormonalnych dla ekdysonu i hormonów młodzieńczych w komórkach macierzystych linii zarodkowej – komórkach, które rozwijają się w komórki jajowe”.

Toshie Kai, starsza autorka

Ekdyzon to hormon steroidowy regulujący pierzenie u owadów. Naukowcy odkryli, że szlak ekdysonu może być ważnym mediatorem indukowanego przez drobnoustroje wzrostu GSC i dojrzewania jaj. Tymczasem szlak hormonów młodzieńczych bierze udział jedynie w proliferacji GSC, co wskazuje, że szlaki hormonalne są aktywowane na różnych etapach oogenezy.

„Nasze wyniki pokazują, że drobnoustroje środowiskowe mogą poprawić reprodukcję żywiciela poprzez kontrolowanie uwalniania hormonów i zwiększenie oogenezy u żywicieli” – mówi Suyama.

Te nowe odkrycia dotyczące interakcji gospodarz-mikrob mogą ujawnić nowe możliwości poprawy zdrowia reprodukcyjnego, na przykład poprzez nowe metody leczenia z wykorzystaniem probiotyków. W szczególności wnioski z tego badania przyczynią się do zrozumienia, w jaki sposób drobnoustroje pobudzają procesy rozrodcze gospodarza, co otworzy drzwi dla nowych metod poprawy płodności i leczenia niepłodności.