Ученые обнаружили эликсир молодости в кишечнике

Бактерии, обитающие в кишечнике, вырабатывают вещества, способные напрямую продлевать жизнь своего хозяина. К такому выводу пришли японские ученые из Университета Киндай и Университета Канадзавы, опубликовавшие результаты своей работы в авторитетном научном журнале mBio.

Кишечная микробиота давно известна своим влиянием на множество процессов в организме — от обмена веществ до работы иммунной системы. Метаболиты, которые производят кишечные бактерии, способны преодолевать барьер кишечного эпителия и проникать в ткани хозяина. Однако до сих пор ученым не удавалось точно установить, какой именно вклад вносят отдельные бактериальные метаболиты в продолжительность жизни.

Чтобы разрешить эту загадку, исследователи обратились к элегантной экспериментальной модели — гнотобиотическим мухам-дрозофилам, заселенным генетически модифицированными штаммами кишечной палочки (E. coli). Такой подход позволил напрямую сравнить насекомых, чьи бактерии умели производить полиамины, с теми, у чьих бактерий соответствующие гены были целенаправленно удалены.

«Полиамины, в том числе путресцин и спермидин, — хорошо известные метаболиты кишечных микробов, которые связывают с улучшением биологических функций и продлением жизни. Нашей целью было выяснить, способны ли полиамины, произведенные именно кишечными бактериями, напрямую влиять на продолжительность жизни хозяина — независимо от полиаминов, поступающих с пищей», — пояснил доктор Син Курихара, возглавлявший исследование.

На первом этапе ученые проверили эффект диетических полиаминов на стерильных мухах, которых содержали на химически определенной диете — без полиаминов, с добавлением путресцина или спермидина. Результат оказался впечатляющим: обе группы с добавками прожили значительно дольше контрольных особей. Средняя продолжительность жизни составила 20,8 дня у получавших путресцин и 21,1 дня у получавших спермидин — против всего 18,2 дня в контрольной группе.

На следующем этапе команда перешла к ключевому вопросу: могут ли полиамины, произведенные именно кишечными бактериями, способствовать продлению жизни? Для этого мух заселяли одним из трех генетически различных штаммов E. coli: SK929 (дикий тип, производящий путресцин), SK930 (мутант с удаленными тремя генами биосинтеза путресцина) и SK931 (комплементированный штамм, восстановивший способность производить путресцин). Все группы содержали на модифицированной диете, полностью лишенной полиаминов.

Путресцин был обнаружен в гомогенатах целых мух, колонизированных штаммами SK929 и SK931, на уровне примерно 1,2 и 1,3 нмоль/мг соответственно. У мух со штаммом SK930 его содержание оказалось ниже предела обнаружения. Спермидин при этом детектировали во всех трех группах, что согласуется со способностью самих мух синтезировать полиамины. Повышенные уровни путрес