Выращивание мальков рыб без бактерий позволяет найти методы повышения устойчивости рыб к заболеваниям.
"Нам удается сохранить мальков без бактерий в течение 12 недель после вылупления икринок", - рассказывает профессор кафедры биотехнологии и пищевых наук Ингрид Бакке из Норвежского института науки и технологий. Эта разработка позволила исследователям получить ценные сведения о взаимоотношениях между бактериями и рыбами. Более глубокое понимание их взаимодействия может в конечном итоге привести к разработке методов предотвращения заболевания рыб. Хотя это еще отдаленная перспектива, она может иметь позитивные последствия для рыбной промышленности, будущей продовольственной безопасности и благополучия самих рыб.
Авторы недавнего исследования изучили, как бактерии влияют на рост, гены и слизистые оболочки рыб. Мальки лосося проходят стадию развития желточного мешка, который обеспечивает мальков питанием. "Мы разработали модельную систему, в которой мы можем держать желточный мешок мальков лосося без бактерий на протяжении 12-недель", - объясняет Бакке. "Обычно рыбы не содержат бактерий на стадии икринок, но как только они вылупляются, их колонизируют бактерии. В отличие от других лососей, у этих выведенных мальков нет естественного бактериального сообщества".
Исследователи выращивали мальков в защищенной, свободной от микробов среде, придумав действенный и эффективный метод, который работает для икринок и мальков лосося. "Мы поверхностно обрабатываем икру рыбы, чтобы она не содержала бактерий, и держим икру, а затем и мальков в воде, свободной от бактерий", - говорит Бакке. Безбактериальные мальки становятся подобием чистого листа, куда исследователи могут добавить нужные им бактерии и затем посмотреть, что именно произойдет, без вмешательства неизвестных бактерий.
"Модельные системы без бактерий в целом важны для понимания взаимодействия между бактериями и хозяином", - говорит Бакке. "Примером может служить понимание того, как микробиота кишечника влияет на развитие и здоровье человека и других млекопитающих". Например, исследователи могут изучить, какие факторы контролируют состав бактериальной флоры в мальках. Далее они могут повлиять на состав бактерий в рыбе, чтобы избежать негативных последствий, или же привнести вместо них положительные эффекты.
Рыбки зебрафиши широко используются в качестве модельной системы в данном контексте. Но мальки лосося обладают некоторыми характеристиками, которые делают их особенно подходящими.
"У лосося крупные и хорошо развитые мальки, что облегчает их изучение, - говорит Бакке. Фаза мальков достаточно продолжительна, чтобы исследователи могли провести несколько типов экспериментов. Поскольку мальки получают питание из желточного мешка, исследователям не нужно добавлять корм, который может содержать микроорганизмы, искажающие результаты исследований.
Авторы показали, что бактерии влияют на защитный слой слизи кожи у рыб. "У лосося есть защитный слой слизи на поверхности тела. Оказалось, что состав бактерий может влиять на свойства этого слизистого слоя", - говорит Бакке. Мальки, не подвергавшиеся воздействию бактерий, имели более тонкий слой поверхностной слизи, чем мальки, подвергавшиеся воздействию специально отобранных исследователями бактерий или бактерий из озера. Бактерии также могут повлиять на жировые запасы рыб. У мальков, получавших бактерии из озера, жировые запасы были больше.
Одной из целей данного исследования было понять, какие механизмы влияют на состав бактериальных сообществ, которые колонизируют рыбу сразу после вылупления. "Мы изучили как бактериальные сообщества могут защищать от бактериальных инфекций и можно ли повлиять на раннюю бактериальную колонизацию мальков", - сообщила Бакке. Возможность такого пробиотического воздействия означает, что исследователи могут добавлять живые микроорганизмы в рыбу для достижения положительных эффектов, таких как улучшение здоровья и роста. "Но до широкомасштабной пробиотической терапии еще далеко", - отмечает Бакке.
