Кишечная микробиота приматов изменила мозг мышей по образцу эволюции человека
Эксперимент по пересадке микробиоты показал, что бактерии приматов с крупным мозгом активируют у грызунов те же генетические механизмы, которые отвечают за высокий интеллект у людей.
Человеческий мозг занимает всего 2% от массы тела, но потребляет 20% всей энергии организма. В эволюционной биологии долгое время оставался открытым вопрос: откуда наши предки взяли ресурсы на содержание такого дорогого органа?
Генетики искали ответ в мутациях самого человека, изменивших обмен веществ. Однако существовала гипотеза, что одних лишь внутренних изменений было недостаточно, и приматы могли делегировать часть работы по добыче энергии своим кишечным симбионтам. Чтобы проверить это, требовался эксперимент, исключающий влияние собственной генетики носителя.
Авторы исследования, опубликованного в журнале PNAS, заселили стерильных мышей микробиотой трех видов приматов с разным размером мозга. Для чистоты эксперимента ученые разделили факторы родства и объема мозга: донорами стали люди (крупный мозг), макаки (небольшой мозг, близкие родственники человека) и беличьи обезьяны (крупный относительный мозг, но дальние родственники). Чтобы не просто наблюдать, а доказать функциональную связь, команда использовала нейронную сеть MiMeNet, которая сопоставила 11 359 активных генов мозга мышей с метаболическими путями конкретных бактерий.
Анализ показал, что микробиота человека и беличьих обезьян, несмотря на их эволюционную удаленность, действует на мозг мышей схожим образом: она активирует гены, отвечающие за выработку энергии. Микробы человека специфически усилили окислительное фосфорилирование — самый эффективный способ получения клеточного АТФ — и метаболизм глюкозы.
Чтобы понять эволюционное значение этих изменений, ученые взяли карту экспрессии генов окислительного фосфорилирования (то есть производства энергии), вызванной бактериями, и наложили её на карту тех зон мозга человека, которые эволюционно расширились сильнее всего по сравнению с макаками. Эти карты совпали: те зоны мозга, которые в ходе эволюции выросли сильнее всего, оказались наиболее зависимы от подпитки, которую обеспечивают бактерии.
Кроме того, «человеческая» микробиота стимулировала у мышей выработку белка DLG4, необходимого для формирования новых связей между нейронами. То есть микробы способствовали усложнению структуры мозга.
Наконец, ученые увидели, что человеческие бактерии подавляли активность генов, связанных с нейропсихиатрическими расстройствами, такими как аутизм и СДВГ. При этом микробиота макак стимулировала у мышей более быстрый рост тела и накопление жира, тогда как микробы крупных приматов перенаправляли ресурсы на «питание» когнитивных функций.
Результаты подтверждают, что состав кишечного сообщества эволюционировал совместно с мозгом приматов. Микробиота помогла предкам человека преодолеть энергетический барьер и развить сложнейшую нервную систему.Saimiri oerstedii
Telegram 
Дзен 
VK В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Во всем мире во всех человеческих культурах около 90% людей пользуются преимущественно правой рукой. Такое поразительное единство практически всего человечества не имеет аналогов среди приматов и до сих пор остается эволюционной загадкой. Ученые проанализировали данные о более чем двух тысячах человекообразных обезьянах и выяснили, когда и почему праворукость стала популяционной тенденцией.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
При совпадении нескольких условий наши глаза способны улавливать излучение в ближнем инфракрасном спектре. Тогда сетчатка начинает работать как нелинейный фотодетектор.
Во всем мире во всех человеческих культурах около 90% людей пользуются преимущественно правой рукой. Такое поразительное единство практически всего человечества не имеет аналогов среди приматов и до сих пор остается эволюционной загадкой. Ученые проанализировали данные о более чем двух тысячах человекообразных обезьянах и выяснили, когда и почему праворукость стала популяционной тенденцией.
В последнее время пуски с российских северных космодромов осуществляют без предварительного уведомления, чего не было в прошлом. Вероятно, дело в недавно упомянутых главой «Роскосмоса» атаках на Плесецк во время пуска. Сегодняшний запуск обеспечил вывод на орбиту космических аппаратов военного назначения.
В высокогорных районах Гималаев появился новый хищник. Он не боится людей, возглавляет стаи собак и все чаще заходит в деревни. Местные жители называют его «кхипшанг». Речь идет о гибриде гималайского волка и бродячей собаки. Ученые опасаются, что этот зверь изменит хрупкий баланс местной дикой природы и в скором времени станет весьма опасным для человека.
Химические связи в материале, из которого сделана электроника, разрываются не из-за накопительного износа от протекания тока через них, а из-за электронов с конкретной энергией.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии