lunes, 31 de julio de 2017

Las bacterias intestinales podrían desempeñar un papel clave en el desarrollo de la diabetes tipo 2

Bacterias (representación del artista).
Crédito: © Jezper / Fotolia
El número de personas que sufren de diabetes tipo 2 en todo el mundo ha aumentado rápidamente en los últimos años, y los científicos estiman que sólo tantas personas podrían sufrir de la enfermedad sin darse cuenta. Nueva investigación ahora indica que sus bacterias intestinales pueden revelar si usted sufre de la enfermedad.
"Hemos demostrado que las personas con diabetes tipo 2 tienen un alto nivel de patógenos en sus intestinos", dice el profesor Jun Wang del Departamento de Biología de la Universidad de Copenhague y el Centro de Investigación Metabólica Básica de la Fundación Novo Nordisk.
Bacterias intestinales importantes
Los 1,5 kilogramos de bacterias que cada uno lleva en nuestros intestinos tienen un enorme impacto en nuestra salud y bienestar. Las bacterias normalmente viven en un equilibrio sensible, pero si este equilibrio se interrumpe nuestra salud podría sufrir. En el nuevo estudio, los científicos examinaron las bacterias intestinales de 345 personas de China, de las cuales 171 tenían diabetes tipo 2. El equipo logró identificar indicadores biológicos claros que algún día podrían utilizarse en métodos que proporcionen un diagnóstico más rápido y más temprano de la diabetes tipo 2.
La investigación, que fue publicada recientemente en la revista científica Nature , también demostró que las personas con diabetes tipo 2 tienen un ambiente bacteriano más hostil en sus intestinos, lo que puede aumentar la resistencia a diferentes medicamentos.
Estudios similares llevados a cabo en pacientes con diabetes tipo 2 en Dinamarca también descubrieron un desequilibrio significativo en la función de sus bacterias intestinales y su composición. Futuros estudios danés examinarán si las bacterias intestinales ya son anormales en personas que se consideran en riesgo de desarrollar diabetes.
"Vamos a trasplantar bacterias intestinales de personas que sufren de diabetes tipo 2 en ratones y examinar si los ratones a continuación, desarrollar la diabetes", dice otro de los científicos principales detrás del proyecto, el profesor Oluf Borbye Pedersen de la Universidad de Copenhague y director del centro En LuCamp, el Centro de la Fundación Lundbeck para Genómica Médica Aplicada en la Predicción, Prevención y Atención de Enfermedades Personalizadas.
Equipo internacional de investigación investiga las bacterias intestinales
Al trabajar juntos, un equipo de científicos de la Universidad de Copenhague y el Instituto de Genómica de Beijing (BGI) fue capaz de hacer varios avances en el campo de la metagenómica.
Los científicos que trabajan en el proyecto de investigación de la UE MetaHIT han descubierto más de 3,3 millones de genes de bacterias intestinales encontradas en personas de España y Dinamarca. Estos genes podrían desempeñar un papel clave en la comprensión y el tratamiento de una serie de enfermedades graves. Según el profesor Karsten Kristiansen del Departamento de Biología de la Universidad de Copenhague, el reciente descubrimiento es un paso importante en la investigación internacional exhaustiva que se está realizando actualmente para investigar la interacción entre las bacterias intestinales y la salud.
"El nuevo descubrimiento indica una posible conexión entre la diabetes tipo 2 y las bacterias intestinales en el pueblo chino", dijo Kristiansen.
"Es importante señalar que nuestro descubrimiento demuestra una correlación.La gran pregunta ahora es si los cambios en las bacterias intestinales pueden afectar el desarrollo de la diabetes tipo 2 o si los cambios simplemente reflejan que la persona está sufriendo de diabetes tipo 2."

Fuente de la historia:
Materiales suministrados por la Universidad de Copenhague . Nota: El contenido puede ser editado para el estilo y la longitud.

Referencia del Diario :
  1. Home Idiomas Ingresar a Epistemonikos Búsqueda avanzada Un estudio de asociación metagenome-wide de la microbiota intestinal en la diabetes tipo 2 . Naturaleza , 2012; DOI: 10.1038 / naturaleza11450

Citar esta página :
Universidad de Copenhague. "Las bacterias intestinales podrían desempeñar un papel clave en el desarrollo de la diabetes tipo 2." Ciencia diaria. ScienceDaily, 26 de septiembre de 2012. <www.sciencedaily.com/releases/2012/09/120926133111.htm>.
MÁS COBERTURA

Variedad en la dieta puede obstaculizar la diversidad microbiana en el intestino

HISTORIA COMPLETA

Los peces que son comedores quisquillosos, centrándose en sólo un tipo de alimento, como pequeños crustáceos (arriba) o larvas de insectos chironomidas (parte inferior), tienen comunidades microbianas más diversas en sus intestinos. En contraste, los peces comiendo una mezcla más diversa de alimentos tienen menos microbios diversos en su intestino (medio). Esto se ilustra con una caricatura de múltiples especies de microbios (formas sombreadas) dentro del intestino de los peces (cilindros de bronceado a la derecha).
Crédito: Imagen cortesía de Dan Bolnick
Científicos de la Universidad de Texas en Austin y otras cinco instituciones han descubierto que cuanto más diversa es la dieta de un pez, menos diverso son los microbios que viven en su intestino. Si el efecto se confirma en los seres humanos, podría significar que las combinaciones de alimentos que comen las personas pueden influir en la diversidad de sus microbios intestinales.
La investigación podría tener implicaciones sobre cómo los probióticos y la dieta se utilizan para tratar enfermedades asociadas con las bacterias en los sistemas digestivos humanos.
Un gran cuerpo de investigación ha demostrado que el microbioma humano, la colección de bacterias que viven en y sobre los cuerpos de la gente, puede tener un profundo impacto en la salud humana. La baja diversidad de bacterias en el intestino humano se ha relacionado con una plétora de enfermedades.
"Se ha hecho mucho trabajo demostrando que lo que la gente come influye en los microbios intestinales que tienen, y eso puede afectar el riesgo de obesidad, diabetes, enfermedades del corazón y otras cosas", dijo Daniel Bolnick, profesor de la Universidad de Texas en el Colegio de Austin De Ciencias Naturales y autor principal del estudio, publicado esta semana en la revista Ecology Letters .
Los investigadores ya han establecido que el medio ambiente y la dieta pueden afectar a los tipos de bacterias que viven en el sistema digestivo humano. Desafortunadamente, la mayoría de los estudios sobre el efecto de la dieta en el microbioma sólo miran una cosa a la vez - como una dieta alta en grasa frente a una dieta baja en grasa.
Bolnick y sus colegas decidieron por primera vez mirar el efecto de combinaciones de diferentes alimentos en las bacterias intestinales. Ellos usaron dos especies de peces, el espino de tres patas y la perca de Eurasia, para modelar el intestino humano.
Las poblaciones de ambos peces se estudiaron en el medio silvestre, donde los peces suelen cenar en dos tipos principales de presa. Los peces comen grandes larvas de insectos que viven en el suelo cerca de la orilla del lago, así como pequeños crustáceos que viven en aguas abiertas lejos de la costa. Debido a que los peces individuales varían en lo que comen - algunos festejando principalmente en larvas de insectos, otros favoreciendo a los pequeños crustáceos y el resto alimentándose de una mezcla variada de los dos - resultaron ser temas perfectos para el estudio.
Los científicos también manipularon la dieta de una población de espinosos en el laboratorio, alimentando algunas larvas de insectos congeladas, otros diminutos crustáceos, y un tercer grupo una mezcla igual de los dos alimentos.
Los investigadores esperaban que los generalistas, los pescados que comían en la dieta mezclada, tuvieran más diversidad en sus microbios del intestino que los pescados que se especializaron en un tipo de presa. Debido a que la dieta mixta exponía a los peces a una mayor variedad de microbios y sus tripas llevaban a cabo un buffet más diverso para que los microbios comieran, parecía una conclusión lógica.
Los investigadores encontraron que lo contrario era cierto: los peces que favorecían un tipo de alimento tenían más diversidad bacteriana en sus intestinos que los peces que comían una mezcla de presa.
Los autores han sugerido algunas explicaciones posibles para estos resultados. Podría ser que la mayor diversidad de alimentos en el intestino diera una ventaja a algunas bacterias generalistas, permitiéndoles prosperar a expensas de bacterias más especializadas. Encontraron que una cepa de bacterias dominaba las tripas de espinaca que comían una mayor variedad de presas, apoyando este concepto. Otra posibilidad es que los elementos de la presa desprendan una sustancia química inhibidora que suprime ciertas bacterias. Si los peces ingieren una variedad de presas, y por lo tanto múltiples inhibidores, entonces menos microbios intestinales sobrevivirían. Estas hipótesis aún necesitan ser rigurosamente probadas.
Sin embargo, una cosa es clara. Si estos resultados se traducen en seres humanos, entonces los científicos tendrán que replantearse la forma en que estudian los efectos de los diferentes alimentos en el microbioma humano.
"Nuestros resultados sugieren que lo que sabemos acerca de los efectos de la dieta realmente tiene que cambiar para tener en cuenta la mezcla de las cosas, porque los seres humanos no comen sólo una cosa a la vez", dijo Bolnick. "El efecto de una dieta mixta no se deduce fácilmente de las dos dietas separadamente: el conjunto es menor que la suma de sus partes".
Los coautores de Bolnick son: Lisa Snowberg (UT Austin), Philipp Hirsch (Universidad de Basilea y Universidad de Uppsala), Christian Lauber y Rob Knight (Universidad de Colorado, Boulder), J. Gregory Caporaso (Universidad del Norte de Arizona y Argonne National Laboratory) Y Richard Svanbäck (Universidad de Uppsala).
Esta investigación fue financiada por el Instituto Médico Howard Hughes, la Fundación David y Lucille Packard y el Consejo Sueco de Investigación.

Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por la Universidad de Texas en Austin . Nota: El contenido puede ser editado para el estilo y la longitud.

Referencia del Diario :
  1. Daniel I. Bolnick, Lisa K. Snowberg, Philipp E. Hirsch, Christian L. Lauber, Rob Caballero, J. Gregory Caporaso, Richard Svanbäck. La diversidad de las dietas de los individuos influye en la diversidad microbiana intestinal en dos peces de agua dulce (espino espinosa y perca eurasiática) . Ecology Letters , 2014; DOI: 10.1111 / ele.12301

Los beneficios de las bacterias para la salud intestinal

Científicos de la Escuela de Medicina de la Universidad de Emory en Atlanta, Estados Unidos, han demostrado que las bacterias intestinales específicas son beneficiosas para mantener un intestino sano en la mosca de la fruta Drosophila y los ratones y también contribuyen a la salud general de estos organismos. Los investigadores demostraron que las bacterias en el intestino, particularmente los miembros del género Lactobacillus, promueven el crecimiento de las células epiteliales del huésped y que esto es esencial para mantener la homeostasis en el sistema intestinal.

Los resultados, que se publican hoy en The EMBO Journal, podrían tener implicaciones para el tratamiento de la enfermedad inflamatoria intestinal, así como los trastornos alérgicos, metabólicos y infecciosos.

"Es bien sabido que los mamíferos viven en una simbiosis homeostática con su microbiota intestinal y que influyen en una amplia gama de procesos fisiológicos.Sin embargo, los mecanismos moleculares de la conversación simbiótica en el intestino son en gran parte no reconocidos", dijo Andrew S Neish, profesor de la Facultad de Medicina de la Universidad de Emory, quien dirigió la investigación. "En nuestro estudio, hemos descubierto que los Lactobacilos pueden estimular especies reactivas de oxígeno que tienen efectos reguladores sobre las células madre intestinales, incluyendo la activación de la proliferación de estas células".

Using two different animal models, the researchers showed that the highly conserved underlying mechanism of this symbiotic relationship is the production of reactive oxygen species (ROS), by a class of conserved enzymes called NADPH oxidases or Nox'es. When animal guts were colonized by Lactobacillus, ROS production caused cell growth in intestinal stem cells. In contrast, in germ-free animals ROS production was absent and resulted in suppressed growth of epithelial cells. Lead author Rheinallt M. Jones, commented: "Our data support the concept of commensal bacterial-induced generation of ROS as a transducer of bacterial signals into host cell signaling, thus establishing a mechanism for host/bacterial cross-talk."

Además, el estudio sugiere que específicas redox funciones mediadas pueden contribuir a la identificación de nuevos microbios con potencial probiótico. Los investigadores también sugieren que la respuesta primordial ancestral a las bacterias puede ser la generación de ROS para la señalización y las actividades microbicidas.

Fuente de la historia:

Materiales aportados por EMBO - excelencia en ciencias de la vida . Nota: El contenido puede ser editado para el estilo y la longitud.

Referencia del Diario :

Sabrina Büttner, Lukas Habernig, Filomena Broeskamp, ​​Doris Ruli, F Nora Vögtle, Manolis Vlachos, Francesca Macchi, Victoria Küttner, Didac Carmona-Gutiérrez, Tobias Eisenberg, Julia Ring, María Markaki, Asli Aras Taskin, Stefan Benke, Christoph Ruckenstuhl, Ralf Braun, Chris Van den Haute, Tine Bammens, Anke van der Perren, Kai-Uwe Fröhlich, Joris Winderickx, Guido Kroemer, Veerle Baekelandt, Nektarios Tavernarakis, Gabor G Kovacs, Jörn Dengjel, Chris Meisinger, Stephan J Sigrist, Frank Madeo. La endonucleasa G media la citotoxicidad de la \ alpha - sinucleína durante la enfermedad de Parkinson . La revista EMBO , 2013; DOI: 10.1038 / emboj.2013.228
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Algunas bacterias han vivido en el intestino humano desde antes de que fuéramos humanos



Representación de un artista de bacterias que viven en el intestino de las personas y sus parientes más cercanos. Un nuevo estudio encuentra que estos microbios han vivido - y evolucionado - con nosotros desde antes de que éramos humanos.
Crédito: La Universidad de Texas en Austin. Ilustración de Jenna Luecke.
Algunas de las bacterias en nuestras entrañas se pasaron a lo largo de millones de años, ya que antes de ser humanos, sugiriendo que la evolución desempeña un papel más amplio de lo que se conoce anteriormente en el microorganismo intestinal de las personas maquillaje, según un nuevo estudio en la revista Science .
Las bacterias que los investigadores estudiaron guían el desarrollo temprano de nuestros intestinos, entrenan a nuestro sistema inmune para combatir patógenos e incluso pueden afectar nuestros estados de ánimo y comportamiento.
La investigación, que incluyó a un equipo internacional de científicos, fue dirigida por Howard Ochman, profesor de biología integradora en la Universidad de Texas en Austin, y Andrew Moeller, ex estudiante graduado en UT Austin, actualmente un investigador postdoctoral en la Universidad de California, Berkeley.
"Es sorprendente que nuestros microbios intestinales, que pudiéramos obtener de muchas fuentes en el medio ambiente, han sido realmente co-evolucionando dentro de nosotros durante tanto tiempo", dice Ochman, quien señaló que los microbios fueron transmitidos a cientos de miles de Generaciones de acogida.
Cuando los humanos y los grandes simios africanos evolucionaron en especies distintas de un antepasado común, las bacterias presentes en su antepasado común también evolucionaron en distintas cepas asociadas con cada huésped, hallaron los científicos.
Añadiendo más peso al análisis, los científicos encontraron evidencia genética de que las bacterias se dividieron en distintas cepas aproximadamente en el mismo momento en que sus huéspedes se dividían en especies distintas. Una tal fractura bacteriana ocurrió hace 15.6 millones de años, ya que el linaje de los gorilas divergía de los otros homínidos. La otra fractura bacteriana ocurrió hace unos 5,3 millones de años cuando el linaje humano se separó del linaje que conduce a los chimpancés y los bonobos.
"Hemos sabido por mucho tiempo que los seres humanos y nuestros parientes más cercanos, los grandes simios, albergan estas bacterias en nuestras tripas", dice Moeller, "y la pregunta más grande que queríamos responder es, ¿de dónde provienen estas bacterias? Los obtenemos de nuestro entorno o de nuestra historia evolutiva? ¿Y cuánto tiempo han persistido en los linajes de los huéspedes? "
Antes de este estudio, los científicos estaban en desacuerdo sobre si las cepas de los microbios intestinales habían continuado dentro de los linajes homínidos individuales en períodos de tiempo lo suficientemente largos como para conducir a la cospeciación, un proceso por el cual dos especies evolucionan en paralelo. La persistencia de algunos microbios podría haber sido amenazada por cambios en la dieta, la geografía o el uso de antibióticos.
Los investigadores estudiaron muestras fecales recogidas de grandes simios africanos salvajes - chimpancés, bonobos y gorilas - y también de personas que viven en Connecticut. La evidencia fósil y genética ha establecido que las cuatro especies, conocidas como homínidos, evolucionaron a partir de un antepasado común que vivió hace más de 10 millones de años.
Las muestras fecales contienen microbios que se desprenden del intestino de un animal huésped. Los científicos utilizaron la secuenciación de genes para analizar todas las diferentes versiones de un gen bacteriano específico presente en cada muestra fecal. A partir de estos datos, reconstruyeron árboles evolutivos para tres grupos de bacterias intestinales que constituyen más del 20 por ciento del microbioma del intestino humano.
Para dos de esos grupos, Bacteriodaceae y Bifidobacteriaceae, los árboles evolutivos bacterianos se asemejan mucho al árbol evolutivo homínido. Sin embargo, hay algunas diferencias sutiles, como una cepa bacteriana individual que desaparece de una de las cuatro especies huésped con el tiempo.
El tercer árbol bacteriano, para un grupo conocido como Lachnospiraceae, fue más complicado. Aparentemente al menos cuatro veces cuando estas bacterias se transfirieron entre diferentes especies huésped. Los investigadores especulan que debido a que estas bacterias forman esporas y por lo tanto pueden sobrevivir fuera de sus huéspedes durante largos períodos, que se pasó fácilmente entre las especies.
Los investigadores no están seguros de cómo estas tres antiguas cepas de microbios se pasaron de una generación de acogida a la siguiente durante millones de años. Investigaciones anteriores muestran que recibimos nuestra primera inoculación de microbios intestinales de nuestras madres a medida que pasamos por el canal del parto. A lo largo de la vida, también recibimos microbios de las interacciones sociales. Los investigadores sospechan que ambos modos de transmisión son responsables de mantener nuestra relación multigeneracional con nuestros BFFs bacterianos.
"Lo más emocionante para mí es la posibilidad de que esta codificación entre bacterias y huéspedes pueda extenderse mucho más atrás en el tiempo", dice Moeller. "Tal vez podamos rastrear nuestros microbios intestinales de regreso a nuestros antepasados ​​comunes con todos los mamíferos, todos los reptiles, todos los anfibios, tal vez incluso todos los vertebrados.Si eso es verdad, es increíble".

Fuente de la historia:
Materiales proporcionados por la Universidad de Texas en Austin . Nota: El contenido puede ser editado para el estilo y la longitud.

Referencia del Diario :
  1. Andrew H. Moeller, Alejandro Caro Quintero, Deus Mjungu, Alejandro V. Georgiev, Elizabeth V. Lonsdorf, Martín N. Muller, Anne E. Pusey, Martine Peeters, Beatrice H. Hahn, Howard Ochman. Cosmética de la microbiota intestinal con homínidos . Science , 2016 DOI: 10.1126 / science.aaf3951

Relaciones sorprendentes entre la dieta y las hormonas

Al comparar la forma en que los microbios intestinales de los vegetarianos humanos y los babuinos herbívoros digieren diferentes dietas, los investigadores han demostrado que las dietas humanas ancestrales, las denominadas dietas "paleo", no necesariamente producen una mejor supresión del apetito. El estudio, publicado en mBio® la revista en línea de acceso abierto de la Sociedad Americana de Microbiología, revela relaciones sorprendentes entre la dieta y la liberación de hormonas que suprimen la alimentación.
Mientras que las dietas occidentales han cambiado drásticamente en el siglo pasado para convertirse en alta energía, fibra baja y alta en grasa (pensar: hamburguesa con queso), nuestros sistemas digestivos, incluyendo nuestras colonias intestinales bacterianas, adaptadas durante milenios para procesar una baja energía, , Y presumiblemente dieta alta en fibra. Una idea acerca de la actual epidemia de obesidad es que los sistemas de supresión del apetito que evolucionaron para trabajar con una dieta paleo están fuera de control hoy en día.
El péptido YY de las hormonas intestinales que suprime el apetito (PYY) y el péptido-1 similar al glucagón (GLP-1) pueden desencadenarse por la presencia de ácidos grasos de cadena corta (SCFAs) en el colon. La fermentación de las fibras vegetales en el colon por las bacterias puede producir estos SCFAs, por lo que es lógico pensar que la digestión de una dieta rica en fibra vegetal podría conducir a una mejor supresión del apetito.
Gary Frost y sus colegas en el Imperial College de Londres querían probar esa hipótesis en el laboratorio utilizando muestras de bacterias fecales de tres voluntarios vegetarianos humanos y de tres babuinos gelada, el único primate moderno que comía principalmente hierbas.
"Llegar al fondo de cómo nuestras bacterias intestinales y dietas interactúan para controlar el apetito es de vital importancia para abordar el problema de la obesidad", dijo Glenn Gibson, coautor del estudio de la Universidad de Reading. Frost añadió: "Entender cómo una dieta paleo-like afecta la microbiota del colon y las señales que producen las bacterias para liberar hormonas que reducen el apetito puede darnos una nueva visión que podemos adaptarnos en el mundo moderno".
El equipo estableció cultivos de bacterias intestinales en frascos y luego les 'alimentó' dos dietas diferentes - ya sea una papa predigerida, una dieta con alto contenido de almidón o una hierba predigerida, una dieta rica en fibra. Luego realizaron un seguimiento de los cambios en el número y tipos de bacterias y midieron los metabolitos producidos por la digestión.
Sorprendentemente, las culturas humanas en una dieta de patatas produjeron los niveles más altos de SCFAs. Incluso los cultivos de babuinos alimentados con papa produjeron más SCFA que los cultivos de babuinos alimentados con pasto. Cuando los investigadores aplicaron algunos de estos cultivos a células de colon de ratón en el plato de laboratorio, las células fueron estimuladas para liberar la hormona PYY. Aquellos expuestos a las culturas humanas que digieren una dieta de patata liberaron la mayoría de PYY, seguidos por los expuestos a las culturas del babuino en una dieta de la patata.
Esta evidencia sostiene que la visión previa de las dietas paleo y la supresión del apetito es defectuosa y que las dietas ricas en fibra, basadas en plantas probablemente no conducen a SCFAs aumentados y al aumento de la supresión del apetito. Más bien, los investigadores proponen, poca o ninguna supresión del apetito podría ayudar a los babuinos a mantener el pastoreo durante todo el día para consumir suficientes nutrientes.
Una catalogación más cercana de todos los metabolitos producidos por los cultivos bacterianos que digieren las dietas de papa o hierba mostró que a medida que los niveles de los aminoácidos isoleucina y valina aumentaron, también se liberó la cantidad de PYY. Esta relación fue aún más fuerte que la de los SCFA.
"Esto sugiere que la proteína podría desempeñar un papel más importante en la supresión del apetito que la descomposición de almidón o fibra", dijo Timothy Barraclough, otro co-autor del estudio. "Se necesitará más trabajo para explorar los efectos de productos de descomposición alternativos de varios alimentos".
Los investigadores señalan que este estudio de la digestión en el tubo de ensayo se limita al no incluir los papeles de las células intestinales, que absorben y secretan metabolitos también.

Fuente de la historia:
Proporcionado por American Society for Microbiology . Nota: El contenido puede ser editado para el estilo y la longitud.

Referencia del Diario :
  1. Gary S. Frost, Gemma E. Walton, Jonathan R. Swann, Arianna Psichas, Adele Costabile, Laura P. Johnson, Matt Sponheimer, Glenn R. Gibson y Timothy G. Barraclough. Efectos de los alimentos a base de plantas en las dietas ancestrales de la homínima sobre el metabolismo y la función de la microbiota intestinal In Vitro . MBio , mayo de 2014 DOI: 10.1128 / mBio.00853-14

La evolución de las bacterias intestinales en humanos y homínidos es paralela a la evolución de los simios



Un bonobo, antes llamado chimpancé pigmeo, está comiendo fruta en la República Democrática del Congo. Los bonobos, los chimpancés, los gorilas y los humanos han desarrollado sus propios microbios intestinales basados ​​en una flora intestinal ancestral en nuestro ancestro común más reciente.
Foto de Alexander Georgiev, cortesía de Science
Para toda la ansiedad de hoy sobre las bacterias en nuestro intestino estar bajo constante asalto por los antibióticos, el estrés y las dietas mal, resulta que muchas de las bacterias en nuestros intestinos han estado con nosotros durante al menos 15 millones de años, ya que estábamos pre - simios humanos.
Una nueva comparación de los microbios intestinales de los seres humanos, chimpancés (nuestro antepasado más cercano), bonobos y gorilas muestra que la evolución de dos de las principales familias de bacterias en las tripas de estos simios es exactamente paralelo a la evolución de sus huéspedes.
Esto demuestra que los microbios en nuestras entrañas están determinados en parte por nuestra historia evolutiva, no sólo factores externos como la dieta, la medicina y la geografía. La obesidad, el cáncer y algunas enfermedades inflamatorias, como la diabetes y la enfermedad de Crohn, se han relacionado con desequilibrios en la mezcla de microbios en nuestro estómago e intestinos.
"Estamos demostrando que algunas bacterias intestinales humanas son los descendientes directos de las bacterias intestinales que vivían dentro de nuestros antepasados ​​comunes con simios", dijo el investigador principal Andrew Moeller, un becario de postdoctorado Miller en el Museo de Zoología de Vertebrados de la UC Berkeley. "Muestra que ha habido una línea ininterrumpida de herencia o transferencia de una generación a otra durante millones de años, desde el amanecer de los simios africanos".
Moeller está empezando a reunir una instantánea de los microbios en las entrañas de nuestro antiguo antepasado de los simios - en esencia, un paleo intestino que se ajusta a nuestra dieta paleo - y espera ir aún más atrás en el tiempo si, como parece, todos los mamíferos Han desarrollado su microbiota única de una población ancestral común en el pasado lejano.
"Ahora tenemos muestras de todos los grupos principales de mamíferos, y estamos trabajando en el rastreo de la evolución del microbioma todo el camino de vuelta a cuando éramos pequeñas criaturas carnívoras hace 100 millones de años", dijo.
Moeller y sus colegas africanos y estadounidenses, incluyendo al autor correspondiente Howard Ochman en la Universidad de Texas en Austin, publicarán sus hallazgos en la edición del 22 de julio de Science .
"Es sorprendente que nuestros microbios intestinales, que pudiéramos obtener de muchas fuentes en el medio ambiente, han sido realmente co-evolucionando dentro de nosotros durante tanto tiempo", dijo Ochman, quien señaló que los microbios fueron transmitidos a cientos de miles de Generaciones de acogida.
Los microbios somos nosotros
La importancia del microbioma humano -los microbios que viven en nuestra piel, en nuestros orificios corporales y en nuestros intestinos- se ha vuelto evidente en la última década a medida que los científicos han secuenciado las poblaciones microbianas de personas sanas y no saludables, desde recién nacidos hasta adultos mayores , Y de los pueblos de todo el mundo. Hay casi tantas células microbianas en nuestro cuerpo como nuestras propias células y parecen ser transmitidas de madre a hijo durante el nacimiento y continuamente alteradas por el ambiente del hogar, el tipo de dieta, los medicamentos y hasta la mascota de la familia. Las bacterias intestinales, en particular, guían el desarrollo temprano de nuestros intestinos, entrenan a nuestro sistema inmune para combatir patógenos e incluso pueden afectar nuestros estados de ánimo y comportamiento.
"Sabemos que las bacterias intestinales están realmente integradas con nuestra biología, y esta investigación nos da un marco para investigar cómo ha llegado a ser", dijo Moeller.
La mayoría de los investigadores que estudian la microbiota intestinal de seres humanos o animales han identificado los microbios específicos presentes en base a un fragmento distintivo de ADN que codifica una parte de ARN en el ribosoma bacteriano, que fabrica proteínas. Esta pieza de ADN, llamada subunidad 16S del ARN ribosómico, no cambia rápidamente con el tiempo, sin embargo, por lo que da un cronograma muy crudo para la evolución de las bacterias. Su lento ritmo de cambio no permite a los investigadores determinar qué cepas bacterianas individuales - diferentes variantes de la misma especie - están presentes, sólo el género ya veces las especies.
Moeller y sus colegas decidieron, en cambio, mirar un gen de evolución más rápida que varía incluso en diferentes cepas de bacterias, permitiéndoles identificar cepas bacterianas individuales. El gen, llamado girasa B, codifica una subunidad variable de la proteína ADN girasa, que ayuda a la bobina del ADN y desenrollar.
Él y sus colegas obtuvieron heces de 24 gorilas que viven en Camerún, 47 chimpancés del Parque Nacional Gombe en Tanzania, 24 bonobos salvajes de la República Democrática del Congo y 16 personas de Connecticut. Aislaron el ADN bacteriano de estas muestras, amplificaron el ADN de los genes de la girasa B presentes y catalogaron las variaciones dentro de tres familias bacterianas principales para crear un árbol genealógico del microbioma para tres familias de bacterias - Bacteroidaceae, Bifidobacteriaceae y Lachnospiraceae - 20 por ciento de todos los microbios en el intestino humano, incluyendo las bacterias y sus primos, las Archaea.
Sólo las bacterias en las familias Bacteroidaceae y Bifidobacteriaceae mostraron cospeciation con sus anfitriones de mono, con la diversidad microbiana intestinal más baja en los seres humanos y más alta en los gorilas.
"Una vez que calibramos el reloj molecular, pudimos fechar la división de bacterias humanas y de chimpancés hace unos 5,3 millones de años, y las bacterias intestinales humano-gorila se dividieron hace 15,6 millones de años, lo que está aproximadamente en línea con lo que nosotros Saber de los datos fósiles y genómicos de los anfitriones ", dijo Moeller. "Es una línea más de evidencia que las bacterias intestinales han cospeciated con seres humanos."
"En cierto modo, la especiación del huésped es como la deriva continental: cuando dos continentes se separan, biotas completas empiezan a divergir", dijo Moeller. "Aquí, mientras los anfitriones se están dividiendo, una buena parte de su microbiota también está dividiendo y diversificando".
El tercer árbol bacteriano, el Lachnospiraceae, era más complicado. Aparentemente al menos cuatro veces cuando estas bacterias se transfirieron entre diferentes especies huésped. Los investigadores especulan que debido a que estas bacterias forman esporas y por lo tanto pueden sobrevivir fuera de sus huéspedes durante largos períodos, que se pasó fácilmente entre las especies.
"Hemos demostrado que el microbioma es un compuesto de linajes microbianos, algunos que han cospeciated con nosotros, y algunos que se han pasado de una especie de acogida a otra", dijo.
También examinaron los metagenomes microbianos de los africanos de Malawi, y vieron diferencias claras entre la microbiota humana africana y de los EEUU, con algunos linajes seeminly perdidos por los americanos.
"Será interesante en el futuro hacer un estudio completo de las poblaciones humanas usando este método de nivel de cepa para ver si podemos usar bacterias para reconstruir la historia de las migraciones humanas", dijo.

Fuente de la historia:
Materiales suministrados por la Universidad de California - Berkeley . Original escrito por Robert Sanders. Nota: El contenido puede ser editado para el estilo y la longitud.

Referencia del Diario :
  1. Andrew H. Moeller, Alejandro Caro Quintero, Deus Mjungu, Alejandro V. Georgiev, Elizabeth V. Lonsdorf, Martín N. Muller, Anne E. Pusey, Martine Peeters, Beatrice H. Hahn, Howard Ochman. Cosmética de la microbiota intestinal con homínidos . Science , 2016 DOI: 10.1126 / science.aaf3951

Dieta alternativa, reproducción de moscas de la fruta afectadas por bacterias intestinales

Moscas de la fruta y bacterias intestinales en un laboratorio.
Crédito: Universidad de Sydney / Macquarie University
Cada vez más entendido como vital para el bienestar, la microbiota intestinal es el trillón de microorganismos que viven en el tracto digestivo de los seres humanos y otros animales. Conocidos por afectar a una serie de rasgos fisiológicos como el desarrollo, la inmunidad, la nutrición y la longevidad, los investigadores ahora están investigando cómo manipular la microbiota intestinal podría influir en otros aspectos de la salud.
Dos nuevos estudios - del Centro Charles Perkins y la Escuela de Vida y Ciencias Ambientales (SOLES) de la Universidad de Sidney, en colaboración con el Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad Macquarie - han descubierto que la microbiota intestinal de la mosca común de la fruta tiene un efecto significativo en Su comportamiento de forraje y su éxito reproductivo, y que su influencia puede ser llevada hasta la siguiente generación.
Publicado en la revista Current Biology , el estudio sobre el comportamiento de los forrajes manipuló el tipo y el momento de las bacterias a las que las moscas individuales fueron expuestas y examinó sus preferencias olfativas guiadas a los microbios y nutrientes de los alimentos.
Además de buscar nutrientes para lograr una dieta equilibrada, los investigadores encontraron moscas también forraje para que las bacterias poblen una flora intestinal saludable. Respondiendo a los olores asociados con las bacterias particulares en los alimentos, las moscas mostraron una clara preferencia por tipos más beneficiosos de bacterias sobre los tipos menos beneficiosos o alimentos que carecen de las bacterias.
El autor principal, el Dr. Adam Wong, quien realizó la investigación mientras estaba en la Universidad de Sydney y ahora está basado en la Universidad de Florida, dijo que los hallazgos justifican una investigación más profunda para determinar cómo otros animales interactúan con microbios beneficiosos en forrajeo.
"Sabíamos que los animales buscaban nutrientes, de formas que optimizan su rendimiento y fisiología". él dijo.
"La comprensión también de forraje para los microbios beneficiosos abre una nueva dimensión para la investigación futura.La relación simbiótica puede dar forma a la forma en que los animales, incluidos los seres humanos, pueden percibir y prefieren diferentes nutrientes y microbios para una mejor salud en general.
En un estudio separado, publicado en Biology Letters , los investigadores inocularon moscas con diferentes tipos de microbios para observar las consecuencias de los cambios en la composición de las bacterias intestinales de las moscas de la fruta que interactúan sexualmente.
Encontraron que la inversión reproductiva y el éxito de un par de apareamiento fue influenciado por las bacterias intestinales, así como la masa corporal de la descendencia.
El autor principal, el doctor Juliano Morimoto, ahora en la Universidad de Macquarie, dijo que los hallazgos revelan el efecto de la microbiota intestinal en la reproducción, pero también sugieren que estos efectos pueden trasladarse a la siguiente generación.
"Teniendo en cuenta la importancia de la microbiota intestinal en la fisiología y la salud, nuestros resultados revelan efectos importantes y duraderos de las bacterias intestinales en la reproducción y los rasgos de la descendencia", dijo.
"A medida que la comprensión del microbiota del intestino y su efecto aumenta, el potencial de los avances en la comprensión de los impactos más amplios de la salud también aumenta".
El profesor Stephen Simpson, director académico del Centro Charles Perkins y coautor de ambos artículos, dijo que los estudios proporcionaron una excitante ilustración de cómo los microbios pueden influir en el comportamiento de los animales anfitriones, lo que podría ser importante para la comprensión de la microbiota intestinal y la función cognitiva. Humanos en el futuro.
"Con el creciente interés en el papel del microbioma intestinal en la salud, y la discordancia entre el intestino y el cerebro, esta demostración de que las bacterias en el intestino influye en la alimentación y el comportamiento reproductivo es de particular interés para la investigación adicional", dijo.
El Dr. Fleur Ponton, último autor de ambos estudios y con sede en el Departamento de Ciencias Biológicas de la Universidad de Macquarie, dijo que el éxito de esta colaboración destacó la importancia de la investigación multidisciplinaria e interinstitucional.
"Más allá del significado biomédico de esta investigación, existen potenciales aplicaciones interesantes en el contexto del control de especies invasoras y plagas", agregó.

Fuente de la historia:
Materiales suministrados por la Universidad de Sydney . Nota: El contenido puede ser editado para el estilo y la longitud.

Referencia del Diario :
  1. Adam Chun-Nin Wong, Qiao-Ping Wang, Juliano Morimoto, Alistair M. Senior, Mathieu Lihoreau, Gregory Neely, Stephen J. Simpson, Fleur Ponton. La microbiota intestinal modifica las preferencias microbianas guiadas por olfato y las decisiones de forrajeo en Drosophila . Biología actual , 2017; DOI: 10.1016 / j.cub.2017.07.022

Citar esta página :
Universidad de Sydney. "Dieta elección, la reproducción de las moscas de la fruta afectada por las bacterias intestinales." Ciencia diaria. ScienceDaily, 27 de julio de 2017. <www.sciencedaily.com/releases/2017/07/170727141457.htm>.
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