ミツバチは、開花植物の糖分が豊富な蜜を食べます。このような食生活をしている人間とは対照的に、ミツバチは糖尿病のような症状を発症しません。生物学者たちは、その理由を現在解明しました。したがって、ミツバチは、代謝に影響を与える特定の微生物を腸内に運んでいます。この細菌はインスリン様ホルモンの生成を刺激し、糖代謝の調節を助けます。このメカニズムは人間の糖調節に似ていますが、昆虫の中では独特です。
ミツバチ (Apis mellifera) は主に花粉と、消化しやすい糖液である花蜜を食べます。したがって、食事には最大 60 パーセントの糖質が含まれる可能性があります。人間や他の動物では、そのような食生活は長期的には糖尿病を引き起こす可能性があります。ただし、昆虫は通常、糖尿病のような症状を発症しません。彼らはこれをどうやって管理しているのでしょうか？これまでの研究では、腸内の微生物がミツバチの代謝と「血液」つまり血リンパ中の糖レベルの調節に役立っていることが示唆されている。微生物がどのようにしてこれを達成するのかは、これまでのところ不明のままである。
ミツバチの腸内フローラをターゲットに
北京の中国農業大学のBenfeng Han率いるチームは現在、関与する分子機構をより詳細に調査している。これを行うために、生物学者らは、腸内細菌叢が正常であるか、わずかに減少しているか、または著しく制限されているミツバチのエネルギー代謝を分析し、比較しました。 「孵化したばかりのミツバチの腸内には、通常、細菌が約100万個しか存在しない」と研究者らは説明する。これにより、成ミツバチの正常なマイクロバイオーム、または一部の細菌種のみをテストミツバチに特異的に接種することが可能になりました。実験のために、ハン氏らはミツバチに砂糖溶液を与え、数日後に血リンパのサンプルを採取した。彼らはこれらをさまざまな代謝産物について調べました。
腸内微生物叢が制限されているミツバチは、いわゆる ILP タンパク質の 2 つを生産する量が大幅に少ないことが示されました。これら 2 つのインスリン様ペプチドは、人間のホルモンであるインスリンと同様に、血糖値を調節します。その結果、ミツバチは人間の1型糖尿病に匹敵する代謝障害を発症したと研究チームは報告している。たとえば、彼らは高血糖だけでなく、全体的な代謝のパフォーマンスの低下や脂肪の蓄積の減少にも悩まされていました。
昆虫特有の仕組み
実際、腸内フローラはミツバチの糖バランスに直接影響を与えます。この理由は、Lactobacillus Firm-5 種の一部の微生物が排出するコハク酸分子です。ミツバチのマイクロバイオームの5つの核となるタイプに属するこれらの細菌は、この分子を使用してミツバチの腸内でのグルコースの生成を刺激し、したがって間接的に頭部でのインスリン様ペプチドの発現を刺激することが実験で示された。これらの微生物、したがってコハク酸塩が欠損している場合、ミツバチのゲノム内の ilp 遺伝子が読み取られる頻度が減り、そのため生成される調節 ILP ペプチドの量が少なくなります。研究者らがこれらの乳酸菌を特別に投与したミツバチでは、糖尿病のような症状が再び軽減された。
この研究は、腸内微生物がミツバチの代謝にどのような影響を与えるかを初めて詳細に明らかにした。この分子機構は昆虫の中でも独特です。 「ミツバチの解明されたメカニズムはショウジョウバエや蚊のメカニズムとは異なりますが、腸内マイクロバイオームと宿主（コハク酸塩）の間の相互作用を媒介する重要な基質という点で、人間や他の哺乳類のメカニズムと似ています。 、そして腸内での糖新生の刺激による根本的なメカニズムに関して、ハンと彼女の同僚は書いています。
出典: Benfeng Han (中国農業大学) ら;米国科学アカデミー紀要 (PNAS)、 doi: 10.1073/pnas.2405410121
