Микробиом кишечника — это множество бактерий и других микроорганизмов, обитающих в нашей пищеварительной системе и играющих важную роль в преобразовании пищи в энергию. Многие из этих микроорганизмов следуют ритмическим циклам активности в течение дня. Однако диета с высоким содержанием жиров и другие факторы могут нарушать эти ритмы и способствовать развитию метаболических заболеваний.
Методы исследования
Учёные из Университета Калифорнии в Сан-Диего (University of California San Diego) и их коллеги использовали метод ограниченного по времени кормления (TRF), который ограничивает приём пищи коротким временным окном каждый день, чтобы восстановить ритмы микробиома у мышей, получавших диету с высоким содержанием жиров. Для анализа ежедневных колебаний в экспрессии генов микробов они применили метатранскритомику — метод, позволяющий измерять экспрессию генов в реальном времени.
Результаты исследования
Исследователи обнаружили, что TRF защищает мышей от метаболических нарушений, даже при употреблении диеты с высоким содержанием жиров. Это подтверждает ранее полученные результаты и подтверждает благотворное влияние TRF на регуляцию глюкозы и состав тела.
Метатранскритомика выявила колебания в активности генов микробов, которые тесно связаны с временем приёма пищи. Это помогает объяснить, как TRF влияет на метаболизм — не только изменяя состав микробов, но и влияя на их активность и время работы.
TRF частично восстановил ежедневные ритмы в активности генов микробов, которые отсутствовали у мышей, имевших доступ к диете с высоким содержанием жиров в течение всего дня. Хотя TRF не полностью восстановил функциональные циклы, наблюдаемые у здоровых контрольных мышей, он вызвал отчётливые сдвиги в активности микробов, сохраняя времязависимую экспрессию генов, участвующих в углеводном и липидном обмене.
Заключение
Эти функциональные изменения были обнаружены только на уровне РНК с помощью метатранскритомики. Более традиционный метод метагеномики лишь идентифицировал наличие генов в микробном сообществе.
«Глядя на РНК, мы можем уловить динамические изменения этих микробов по сравнению с метагеномикой, где мы не видим изменений», — сказала Стефани Флорес Рамос (Stephany Flores Ramos), научный сотрудник Медицинской школы Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego School of Medicine) и первый автор исследования.
Дальнейшие эксперименты показали, что специфическая активность микробов, в частности фермента BSH (желчь-солевая гидролаза), может быть напрямую ответственна за улучшение метаболизма. Учёные модифицировали безвредные бактерии кишечника, чтобы они выражали различные версии гена BSH, и обнаружили, что мыши, получившие модифицированные бактерии, имели лучший контроль уровня сахара в крови, более низкие уровни инсулина, меньше жира в организме и больше мышечной массы.
Это демонстрирует потенциал разработки целевых микробных терапий на основе функциональных данных. Следующим шагом будет тестирование модифицированных бактерий на мышах с ожирением или диабетом, вызванными диетой с высоким содержанием жиров, чтобы увидеть, сохранятся ли наблюдаемые преимущества в моделях заболеваний.
Литература:
Stephany Flores Ramos et al. Metatranscriptomics Uncover Diurnal Functional Shifts in Bacterial Transgenes with Profound Metabolic Effects, Cell Host & Microbe (2025). DOI: 10.1016/j.chom.2025.05.024. www.cell.com/cell-host-microbe … 1931-3128(25)00207-0
Ведущий специалист отдела организации клинических исследований, терапевт, врач ультразвуковой диагностики ООО «ВеронаМед» (г. Санкт-Петербург), главный редактор, учредитель сетевого издания Medical Insider, а также автор статей.
E-mail для связи – [email protected];
