Ученые из Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Гейдельберге (Германия) выяснили, что обитающие в кишечнике бактерии могут влиять на молекулярные процессы в головном мозге. Исследование опубликовано в научном журнале Nature Structural & Molecular Biology (NSMB).
Согласно выводам команды, кишечные микробы изменяют гликозилирование — процесс модификации белков углеводами, играющий ключевую роль в работе клеток.
Гликозилирование влияет на множество функций, включая межклеточную коммуникацию, подвижность и адгезию клеток. Оно также связано с развитием таких заболеваний, как рак и нейродегенеративные расстройства. Однако изучение этого процесса всегда было сложным из-за низкой концентрации гликозилированных белков в клетках.
Ученые разработали новый метод — DQGlyco, который позволяет анализировать гликозилирование с высокой точностью и в больших масштабах. Используя кремниевые шарики, исследователи смогли выделить и изучить более 150 тыс. гликозилированных форм белков в мозговой ткани мышей. Это в 25 раз больше, чем удавалось ранее.
Особое внимание ученые уделили влиянию кишечного микробиома на мозг. Сравнивая мышей, выращенных в стерильных условиях, с теми, у которых был нормальный микробиом, специалисты обнаружили значительные различия в гликозилировании белков, связанных с нейронными функциями, такими как когнитивная обработка и развитие аксонов (отростков нейронов, передающих электрические сигналы).
Исследователи также использовали методы машинного обучения, такие как AlphaFold, чтобы предсказать участки гликозилирования у других видов, включая человека. Это может быть полезно для изучения роли гликозилирования в различных биологических процессах и заболеваниях.
Ранее ученые выяснили, почему псориаз часто сопровождается заболеваниями кишечника.
