Расщепляющие мочевину симбиотические бактерии защитили сусликов от атрофии мышц во время спячки
Тринадцатиполосные суслики во время спячки не едят до шести месяцев. В результате в их организм не поступает азот, что чревато нарушениями белкового обмена и деградацией мышечной ткани. Справиться с этой проблемой сусликам помогают кишечные бактерии. Симбионты преобразуют производимую грызунами мочевину в аммиак, позволяя повторно использовать содержащийся в ней азот для производства белков. Кроме того, они помогают экономить воду. Как отмечается в статье для журнала Science, такой механизм впервые описан для впадающих в спячку млекопитающих.
Многие млекопитающие, от однопроходных и сумчатых до грызунов и приматов, впадают в спячку, чтобы пережить трудные времена. Например, обитающие в Северной Америке тринадцатиполосные суслики (Ictidomys tridecemlineatus) проводят в этом состоянии до шести месяцев. Спящие грызуны ничего не едят, что позволяет им справиться с зимней бескормицей. Однако во время долгого голодания в их организм не поступает азот, а это чревато сбоями белкового обмена и разрушением мышечной ткани. Исследования показывают, что суслики успешно справляются с данной проблемой: в течение зимы их мышечная масса практически не уменьшается, а незадолго до пробуждения скорость синтеза белка в мышцах даже увеличивается до уровня активного сезона. Тем не менее, до сих пор оставалось неясным, как именно им это удается.
Команда биологов под руководством Ханны Кэри (Hannah V. Carey) из Висконсинского университета в Мэдисоне решила проверить гипотезу, согласно которой суслики переживают зиму благодаря помощи уреолитическихх бактерий кишечника. Предполагается, что эти симбиотические микроорганизмы перерабатывают мочевину в аммиак, поддерживая тем самым запасы азота и синтез белков в организме хозяев. Такой механизм рекуперации азота ранее был описан для жвачных (Ruminantia) и некоторых нежвачных млекопитающих, но не у впадающих в спячку видов.
Кэри и ее коллеги проанализировали метаболизм сусликов в разные периоды года: летом, когда эти грызуны активны; в первый месяц спячки и голодания; а также на третий-четвертый месяцы спячки. Исследователи делали подопытным грызунам по две инъекции