为什么压力过大的果蝇死得更快?这是一条生物学线索

【字体: 时间:2021年09月09日 来源:Molecular Ecology

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  压力过大的果蝇可能会死得更早,因为它们的社会生活影响了它们的生物学特性。利兹大学的科学家们发现,经历了紧张社会环境的果蝇的微生物群变化最大——这表明社会压力、免疫力和寿命之间存在生物学联系。果蝇常被用于研究,因为它们与人类有75%的致病基因。

  

一项新的研究表明,压力过大的果蝇可能会死得更早,因为它们的社会生活会影响它们的生物学特性。

众所周知,当果蝇有更多压力的社会接触时,比如雄性聚在一起,或雌性与雄性聚在一起,它们的寿命会更短,更不健康,但这背后的原因尚不清楚。

利兹大学(University of Leeds)领导的科学家们认为,答案可能在于果蝇体内的微生物。它被称为微生物群,它影响一系列性状,包括发育、新陈代谢、免疫反应和寿命。健康的身体有健康的微生物群,反之亦然。

他们发现,经历紧张社会环境的果蝇的微生物群变化最大——这表明社会压力、免疫力和寿命之间存在生物学联系。

研究报告的共同作者、利兹大学生物学院的研究员劳林·麦克道尔说:“有趣的是,不同的社会操纵有不同的效果。这可能反映了哪种类型的互动对果蝇是有压力的还是有益的。”

科学家们把注意力集中在一种果蝇上,这种果蝇在研究中经常使用,因为它们与人类有大约75%的致病基因。再加上它们快速的生命周期和大量的后代,这使它们成为快速研究疾病的理想对象。

研究人员开始发现,是否果蝇的社会环境导致了它们的微生物群的改变,要么是通过细菌在果蝇之间的转移,要么是通过社会接触对果蝇的免疫和应激反应的影响。众所周知,社会压力会影响果蝇和人类的免疫反应。

研究小组观察了一系列的社会环境,包括不同的幼虫群体;将一只年老的果蝇与一群年轻的果蝇放在一起;将同龄的果蝇分组,或与同性伴侣分组。他们发现,跟成年雄性果蝇生活在一起的幼年果蝇寿命较短,特别是与其他成年雄性果蝇一起生活的雄性果蝇寿命短,并且在感染后存活的情况更差。至关重要的是,这些群体的微生物组也发生了变化。

然而,社会分组或隔离对成年雌性的微生物组影响甚微。

由于已知微生物群对宿主衰老有重要影响,这些新发现可能提供了压力环境和健康之间的联系。

汤姆·里奇在利兹生物学院攻读博士学位时共同领导了这项研究。

现在,他是马克斯·普朗克衰老生物学研究所的博士后研究员,他说:“我们的研究表明,细菌在果蝇之间的转移不是微生物群变化的唯一原因。如果是这样的话,我们希望雄性和雌性在分组时表现出相同的微生物群系反应,但事实并非如此——这意味着还有其他因素在起作用。”

“我们观察到,改变寿命的社会操作也改变了微生物群,这表明两者之间存在联系。”

这项名为“Social environment drives sex and age-specific variation in Drosophila melanogaster microbiome composition and predicted function”的研究发表在2021年9月8日的《Molecular Ecology》杂志上。它由英国皇家学会和利兹大学资助。

利兹生物学院行为生态学副教授、资深作者阿曼达·布雷特曼博士说:“这项研究符合这样一种观点,即肠-脑轴——宿主大脑和肠道微生物通过激素和神经进行沟通——改变了宿主对环境压力的反应方式。我们需要找出是否真的有因果关系。

“社会环境已经被证明会改变人类的健康和幸福,以及他们的微生物群。虽然我们的研究还不能立即应用于人类,但我们希望在未来可以用果蝇作为模型,了解社会环境、微生物群和健康之间的分子机制。”


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