Darmflora beïnvloedt een flink aantal genen in de zebravis

Micro-organismen in de darmen van zebravissen beïnvloeden minstens 212 genen van hun gastheer. De bacteriën stimuleren onder meer de groei van darmepitheel, de opname van voedingsstoffen en de aangeboren immunologische afweer. Van de 212 gevonden zebravisgenen die de darmflora beïnvloeden bestaan 59 bekende equivalenten in de muis (Proceedings of the National Academy of Sciences, 15 maart).

Biologen onder leiding van Jeffrey Gordon van Washington University School of Medicine vergeleken conventionele zebravislarven met bacterievrije larven. Onder de microscoop viel op dat de bacterievrije larven al na negen dagen te maken kregen met afstervende huidcellen, hetgeen wijst op een tekort aan voedingsstoffen. In de darmwand van deze vissen bleken bepaalde immuuncellen afwezig en ook het aantal delende darmepitheelcellen (een maat voor de groei) was gereduceerd tot eenderde van het aantal in conventionele larven.

Met behulp van een DNA-micro-array met meer dan 16.000 genfragmenten van de zebravis bepaalden de onderzoekers welke genen actief waren in de conventionele larven en welke in de bacterieloze variant. Dat resulteerde in een lijstje met 212 genen die in expressie verschillen. Daaronder bevonden zich onder meer enkele genen die betrokken zijn bij de stofwisseling van vet en cholestrol. Vijftien andere genen hebben een functie bij de vermeerdering van DNA en de celdeling.

Gordon en zijn medewerkers denken dat het onderzoek aan zebravissen een belangrijke rol kan gaan spelen bij het ophelderen van de relatie tussen darmbacteriën en de gastheer. De darmflora heeft een belangrijke invloed op de gezondheid van zijn gastheer, maar hoe de bacteriën die invloed precies uitoefenen is nog erg vaag. Omdat jonge zebravissen vrijwel doorzichtig zijn is het vrij makkelijk om het lot van kunstmatig gekleurde micro-organismen in de darm te volgen. Het darmstelsel van zebravissen lijkt sterk op dat van zoogdieren, met het verschil dat zebravissen geen maag hebben; de slokdarm sluit direct aan op de darmen. Daarnaast is het vrij eenvoudig om de vissen genetisch te veranderen, waardoor ook de invloed van de gastheer op de bacterie-samenleving kan worden bestudeerd.

Doel is uiteindelijk om het functioneren van de darmflora van de mens te doorgronden. In het menselijke maagdarmstelsel huizen bijvoorbeeld naar schatting zo'n 500 tot 1000 verschillende soorten micro-organismen. Maar hoe groot de biodiversiteit van de darmflora precies is moet nog altijd bepaald worden aan de hand van DNA-identificatie.