La expresión "eres lo que comes" ha adquirido un nuevo significado. En un experimento en moscas de la fruta, o Drosophila melanogaster, los investigadores de la Universidad de Pensilvania descubrieron que agregar diferentes especies de microbios a los alimentos de las moscas causaba poblaciones adivergen genéticamente, acumulando cambios genómicos significativos en solo cinco generaciones.
"Nuestro trabajo es muy sugerente de que la composición de la comunidad microbiana impulsa, al menos en parte, cómo están evolucionando los organismos en los que viven", dice Paul Schmidt, biólogo de Penn y autor principal del trabajo, que aparece en la revista PNAS . "El hecho de que podamos ver este efecto en experimentos realizados en una escala de tiempo tan corta sugiere que la magnitud de los efectos de aptitud física que tienen los microbios es increíble".
A diferencia de un experimento de laboratorio, donde se controlan todos los aspectos posibles del medio ambiente, desde la genética de las moscas hasta la temperatura y la dieta, para aumentar las diferencias entre los tratamientos, este conjunto de experimentos se realizó al aire libre, en Pennovation Works en Penn'scampus. El entorno refleja más de cerca la naturaleza, sujeto al clima, los cambios estacionales, incluso la extraña araña o la mancha de suciedad que se entromete en los recintos.
El hecho de que, a pesar de las posibles influencias de estos factores externos, los investigadores todavía descubrieron que los cambios en el microbioma tienen un efecto significativo en los genomas de las poblaciones de moscas, hace que el hallazgo sea aún más convincente, dice Schmidt.
"Creo que es justo decir que conservamos tanto realismo ecológico como pudimos a costa de detectar grandes efectos", dice. "Simplemente cambiamos la abundancia relativa de estos microbios en la dieta de las moscas, y eso fue suficientepara ver un efecto "
Schmidt y su compañero postdoctoral Seth Rudman, autor principal del artículo, aprovecharon el hecho de que las moscas tienen comunidades de microbiomas relativamente simples en comparación con otros organismos, como los humanos.
"Si hace una encuesta de un microbioma de mamífero, muchas de las bacterias que encuentra en el intestino son desconocidas", dice Rudman. "Pero ese no es el caso con las moscas. Simplemente sucede que Drosophila tiene solo alrededor de 100 especies en sucomunidad de microbiomas "
Otros beneficios de las moscas de la fruta para este tipo de estudio incluyen su corto tiempo de generación, uno puede estudiar varias generaciones en cuestión de meses, y el hecho de que pueden criarse con poblaciones extremadamente altas. En este caso, esosignificaba cientos de miles de moscas en cada experimento.
De un trabajo anterior, los científicos tenían la idea de que el microbioma estaba relacionado con cambios en la aptitud de la mosca. Las moscas de las latitudes más septentrionales tienden a tener más bacterias Lactobacillus como parte de su microbioma, y también viven más tiempo, tienen menos huevos yson más tolerantes al estrés. Por otro lado, más poblaciones del sur, que tienden a tener más de la bacteria Acetobacter, tenían vidas más cortas, más huevos y eran menos tolerantes al estrés. El trabajo en el laboratorio demostró que exponer moscas a estos dostipos de bacterias produjeron estos mismos rasgos.
¿Pero podrían los microbios impulsar la evolución de poblaciones enteras de moscas? Para probar eso, Schmidt, Rudman y sus colegas diseñaron una configuración experimental para manipular los microbiomas de las moscas. Introdujeron un millar de moscas en cada uno de varios recintos de malla al aire libre, 2de tamaño cúbico y adornado con una cubierta vegetal y un durazno, variaron la comida en algunos de los recintos y la complementaron con Acetobacter o Lactobacillus.
Los investigadores confirmaron que la alimentación alteró los microbiomas de las moscas, aunque solo un poco. Sin embargo, eso fue suficiente para afectar sus genes. Al comparar los genomas de las moscas al comienzo del estudio con la conclusión, después de cinco generaciones,el equipo podría distinguir cambios distintos en la frecuencia de ciertos alelos, una variante de un gen, que eran consistentes con lo que se ha visto en las poblaciones naturales de moscas.
"Encontramos que el alelo que era más común en las jaulas de solución de Lactobacillus era también el alelo que es más común en el norte, donde el Lactobacillus en sí es más común", dice Rudman. "Y el alelo que era más común en Acetobacter"jaulas también fue el alelo que es más común en el sur, donde Acetobacter es más común ".
Para los investigadores, ese hallazgo destacó la importancia de la influencia de los microbios.
"La conclusión es que los microbios impulsan la adaptación rápida", dice Schmidt.
Los autores dicen que si ese efecto se traduce en humanos y otros animales es un tema de estudio adicional, pero numerosos estudios han subrayado el potente efecto del microbioma.
En el trabajo futuro, los investigadores cambiarán la secuencia de comandos, probando para ver si los cambios en los perfiles genéticos de las moscas influyen en qué microbios pueden establecerse en sus microbiomas. Y también investigarán más profundamente para determinar con precisión cómo los cambiosmicrobioma afecta a su huésped.
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Materiales proporcionado por Universidad de Pennsylvania . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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