Darmkeime: Unterarten konkurrieren nach Temperatur
Auf Artenebene ähnelt das Darmmikrobiom eines Menschen dem eines anderen. Innerhalb einer einzigen Art aber gibt es bedeutende Varianten, die der Körper sehr unterschiedlich behandelt. Neue Forschung zeigt: Die Umgebungstemperatur entscheidet, welche Variante einer Bakterienart im Darm überlebt – und das verändert das Bild vom Zusammenhang zwischen Darm und Altern.
Die meisten Mikrobiom-Studien konzentrieren sich darauf, welche Bakterienarten vorhanden sind. Doch innerhalb einer Art können Unterarten – sogenannte Clades – sich in Genetik und Funktion erheblich unterscheiden. Forschende verfolgten das Darmmikrobiom von Fruchtfliegen über mehr als zehn Jahre bei zwei verschiedenen Temperaturen. Dabei schauten sie nicht nur, welche Arten präsent waren, sondern auch, welche Varianten des Bakteriums Lactiplantibacillus plantarum sich durchsetzten.
Die Temperatur entscheidet, welche Variante gewinnt
Die Studie, veröffentlicht in eLife, zeigt, dass die drei identifizierten Varianten von L. plantarum auf Temperaturunterschiede sehr unterschiedlich reagierten. Bei höheren Temperaturen dominierte eine andere Variante als bei niedrigeren. In Zellkulturen und in lebenden Tieren bestätigten die Forschenden, dass sich die Varianten auch funktional unterscheiden: Sie wachsen unterschiedlich schnell und wirken sich verschieden auf den Wirtsorganismus aus. Umweltbedingte Selektion findet also nicht nur auf Artenebene statt, sondern auch auf der Ebene der Unterarten.
Das ist ein methodischer Befund mit weitreichenden Konsequenzen. Studien, die nur auf Artenebene schauen, übersehen möglicherweise funktional relevante Verschiebungen, die erst bei feinerer Auflösung sichtbar werden.
Bedeutung für den Zusammenhang zwischen Darm und Altern
Mit zunehmendem Alter verändert sich die Zusammensetzung des Darmmikrobioms. Studien bringen diese Veränderungen mit systemischer Entzündung, verminderter Nährstoffaufnahme und metabolischem Abbau in Verbindung. Wenn funktionale Vielfalt innerhalb von Bakterienarten bei diesem Prozess eine Rolle spielt, in der Forschung aber systematisch übersehen wird, unterschätzt man möglicherweise den Einfluss des Darms auf das Altern. Ob das auch beim Menschen und im Kontext des Alterns zutrifft, müssen künftige Studien klären.
Suchbegriffe zum Weiterforschen: intraspecific diversity gut microbiome, Lactiplantibacillus plantarum functional differentiation, microbiome subspecies selection