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 Одной из главных анатомических особенностей эволюции рода Homo считается резкое увеличение объема черепной коробки за последние примерно два миллиона лет. За это время она в среднем увеличилась в три раза. Однако авторы нового исследования поставили под сомнение традиционную гипотезу, согласно которой этот процесс был результатом естественного отбора. По их мнению, он мог оказаться случайностью.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
Астробиологи с помощью сложных трехмерных климатических моделей доказали, что растительная жизнь на Земле способна просуществовать еще около 1,8 миллиарда лет. Это значительно дольше, чем предсказывали предыдущие расчеты.
Анализ более 150 тысяч древних звезд Млечного Пути показал, что возраст космоса, судя по всему, близок к 13,8 миллиарда лет. Авторы нового исследования заключили, что сценарии, в которых Вселенную приходится делать заметно «моложе» ради решения хаббловского кризиса, плохо согласуются с наблюдениями. Это важно, поскольку возраст старейших светил — один из немногих независимых способов проверить космологические модели не по данным ранней Вселенной, а по объектам нашей собственной Галактики.
Сканирующая туннельная микроскопия достигла квантово-механического предела пространства-времени. Физики провели эксперимент и смоделировали перемещение одиночного электрона с атомарной точностью и скоростью в доли фемтосекунды. Результат показал границы применимости квантовых законов и объяснил механику сверхбыстрых процессов.
В 2025 году детекторы гравитационных волн уловили потенциальное слияние черных дыр крайне малой массы. Ученые из Университета Майами считают, что участники того события могут открыть новое направление в исследовании темной материи.
Хотя длительность помех не превышала десяти секунд, это первый известный случай такого рода. Обычно спутникам не хватает мощности для создания радиосигналов той силы, что нужна для подобных помех.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
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