Bakterijski nadzor uma

Sladkovodni trdoživi so nekaj milimetrov veliki ožigalkarji z enim izmed evolucijsko najstarejših živčnih sistemov. Mikrobiota poseljuje sluzasto plast na površini njihovega telesa in je v neposrednem stiku z njihovimi senzoričnimi nevroni. Raziskovalke in raziskovalce z Univerze v Kielu  je zanimalo, ali tudi mikrobiota vpliva na vedênje sladkovodnih trdoživov. Rezultate raziskave so predstavili v članku, objavljenem v reviji Current Biology. 

Znanost / Znanstveni britoff

Kaj bi spužve brez bakterij

Kar polovico spužvinega volumna predstavljajo simbiotske bakterije.

Katarina Bačnik

 / 29. 3. 2017

Mrežast živčni sistem trdoživov sestavlja sedem skupin nevronov, ki so prisotni vzdolž telesa. Najbolj zgoščeni so na predelu, kjer iz glave izhajajo lovke. Kljub preprosti zgradbi živčevja so trdoživi zmožni kompleksnega vedênja, ki je lahko neizzvano ali spodbujeno z dražljaji. Primer slednjega je vedênje ob prehranjevanju. Ko trdoživi zaznajo plen, denimo mikroskopske rake, se sproži značilen vedênjski vzorec, sestavljen iz zvijanja in krčenja lovk v gmoto ter odpiranja ust. 

V raziskavi so prehranjevalni vedênjski vzorec sprožili z reduciranim glutationom. Nato so znanstvenice in znanstveniki merili čas odprtosti ust pri več skupinah živali. Pri trdoživih, ki so jim mikrobioto odstranili z uporabo antibiotikov, je bil čas odprtosti ust občutno krajši kot pri živalih z nespremenjeno mikrobno populacijo. 

Za identifikacijo vpliva različnih pripadnikov mikrobiote na vedênje so trdožive vnovič kolonizirali z naravno prisotnimi mikrobi. Ko so posamično dodali bakterije iz rodov Duganella ali Undibacterium, je bil čas odprtosti ust spet v okviru pričakovanj. Presenetljivo je, da je poselitev trdoživov izključno z bakterijami Curvibacter, ki navadno predstavljajo 70 odstotkov njihove mikrobiote, čas odprtja ust dodatno skrajšala. 

Znanost / Znanstveni britoff

Kaj ima črevesna mikrobiota z motnjami hranjenja?

Črevesna mikrobiota vpliva na občutek sitosti, metabolizem, vedenje in prehranjevalne navade.

Andrea Šetina

 / 24. 4. 2023

V nadaljevanju študije so analizirali izražanje genov pri bakterijah rodu Curvibacter, ki poseljujejo sladkovodnega trdoživa. Kot kontrolno skupino so uporabili bakterije istega rodu, ki niso del mikrobiote. Največje razlike med skupinama so opazili pri metabolizmu določenih aminokislin, zlasti glutamata. Ugotovili so, da bakterije Curvibacter ob sožitju s trdoživi privzemajo aminokislino glutamin in jo pretvarjajo v glutamat, ki ga nato sproščajo v okolico. 

Odpiranje ust pri sladkovodnih trdoživih uravnavajo senzorični nevroni, ki izražajo glutamatne receptorje. Ob vezavi glutamata nanje ta inhibira delovanje senzoričnih nevronov in skrajša čas odprtosti ust. Kadar trdožive poseljujejo le bakterije rodu Curvibacter, se na receptorje veže večja količina glutamata kot pri živalih brez mikrobiote. Nasproten učinek imajo bakterije iz rodov Duganella in Undibacterium, ki so zmožne glutamat privzemati. Ob njihovi odsotnosti tako bakterije Curvibacter dodatno skrajšajo čas odpiranja ust in omejujejo prehranjevanje trdoživov. Za uspešno prehranjevanje sladkovodnega trdoživa je torej ključna raznolika mikrobiota. 

Skupaj z bakterijami je na vedênje vplivala vajenka Gaja.

Naslovna fotografija: kolaž na osnovi fotografij dostopnih na https://flic.kr/p/rk2m1Q in https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Control_Room_DSC0028.jpg