Published April 3, 2017
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Publication
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Microbial flora, probiotics, Bacillus subtilis and the search for a long and healthy human longevity
Creators
- 1. National University of Rosario
- 2. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
Description
Probiotics are live microorganisms that have beneficial effects on host health, including extended lifespan, when they are administered or present in adequate quantities. However, the mechanisms by which probiotics stimulate host longevity remain unclear and very poorly understood. In a recent study (Nat. Commun. 8, 14332 (2017) doi: 10.1038/ncomms14332), we used the spore-forming probiotic bacterium Bacillus subtilis and the model organism Caenorhabditis elegans to study the mechanism by which a probiotic bacterium affects host longevity. We found that biofilm-proficient B. subtilis colonized the C. elegans gut and extended the worm lifespan significantly longer than did biofilm-deficient isogenic strains. In addition to biofilm proficiency, the quorum-sensing pentapeptide CSF and nitric oxide (NO) represent the entire B. subtilis repertoire responsible for the extended longevity of C. elegans. B. subtilis grown under biofilm-supporting conditions synthesized higher levels of NO and CSF than under planktonic growth conditions, emphasizing the key role of the biofilm in slowing host aging. Significantly, the prolongevity effect of B. subtilis was primarily due to a downregulation of the insulin-like signaling system that precisely is a key partaker in the healthy longevity of human centenarians. These findings open the possibility to test if the regular consumption of B. subtilis incorporated in foods and beverages could significantly extend human life expectancy and contribute to stop the development of age-related diseases.
Translated Descriptions
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Translated Description (Arabic)
البروبيوتيك هي كائنات حية دقيقة لها آثار مفيدة على صحة المضيف، بما في ذلك إطالة العمر، عندما يتم إعطاؤها أو وجودها بكميات كافية. ومع ذلك، فإن الآليات التي تحفز بها البروبيوتيك طول عمر المضيف لا تزال غير واضحة وغير مفهومة بشكل جيد للغاية. في دراسة حديثة (Nat. Commun. 8, 14332 (2017) doi: 10.1038/ncomms14332)، استخدمنا بكتيريا البروبيوتيك المكونة للأبواغ Bacillus subtilis والكائن الحي النموذجي Caenorhabditis elegans لدراسة الآلية التي تؤثر بها بكتيريا البروبيوتيك على طول عمر المضيف. وجدنا أن B. subtilis المتقنة للأفلام الحيوية استعمرت أمعاء C. elegans وأطالت عمر الدودة لفترة أطول بكثير من السلالات متساوية المنشأ التي تعاني من نقص الأغشية الحيوية. بالإضافة إلى إتقان الغشاء الحيوي، يمثل خماسي الببتيد المستشعر للنصاب وأكسيد النيتريك (NO) ذخيرة B. subtilis بأكملها المسؤولة عن طول عمر C. elegans. ب. توليف subtilis المزروعة في ظل الظروف الداعمة للغشاء الحيوي مستويات أعلى من NO و CSF مقارنة بظروف نمو العوالق، مما يؤكد على الدور الرئيسي للغشاء الحيوي في إبطاء شيخوخة المضيف. ومن الجدير بالذكر أن تأثير طول العمر لـ B. subtilis كان يرجع في المقام الأول إلى انخفاض تنظيم نظام الإشارات الشبيه بالأنسولين والذي يعد على وجه التحديد مشاركًا رئيسيًا في طول العمر الصحي للمعمرين البشريين. تفتح هذه النتائج إمكانية اختبار ما إذا كان الاستهلاك المنتظم لـ B. subtilis المدمج في الأطعمة والمشروبات يمكن أن يطيل بشكل كبير متوسط العمر المتوقع للإنسان ويساهم في وقف تطور الأمراض المرتبطة بالعمر.Translated Description (French)
Les probiotiques sont des micro-organismes vivants qui ont des effets bénéfiques sur la santé de l'hôte, y compris une durée de vie prolongée, lorsqu'ils sont administrés ou présents en quantités adéquates. Cependant, les mécanismes par lesquels les probiotiques stimulent la longévité de l'hôte restent peu clairs et très mal compris. Dans une étude récente (Nat. Commun. 8, 14332 (2017) doi : 10.1038/ncomms14332), nous avons utilisé la bactérie probiotique formant des spores Bacillus subtilis et l'organisme modèle Caenorhabditis elegans pour étudier le mécanisme par lequel une bactérie probiotique affecte la longévité de l'hôte. Nous avons constaté que B. subtilis, riche en biofilm, colonisait l'intestin de C. elegans et prolongeait la durée de vie du ver de manière significative par rapport aux souches isogéniques déficientes en biofilm. En plus de la maîtrise du biofilm, le pentapeptide quorum-sensing CSF et l'oxyde nitrique (NO) représentent l'ensemble du répertoire de B. subtilis responsable de la longévité prolongée de C. elegans. B. subtilis cultivé dans des conditions supportant le biofilm a synthétisé des niveaux plus élevés de NO et de LCR que dans des conditions de croissance planctonique, soulignant le rôle clé du biofilm dans le ralentissement du vieillissement de l'hôte. De manière significative, l'effet de prolongevité de B. subtilis était principalement dû à une régulation à la baisse du système de signalisation de type insuline qui est précisément un élément clé de la longévité saine des centenaires humains. Ces résultats ouvrent la possibilité de tester si la consommation régulière de B. subtilis incorporé dans les aliments et les boissons pourrait prolonger considérablement l'espérance de vie humaine et contribuer à arrêter le développement de maladies liées à l'âge.Translated Description (Spanish)
Los probióticos son microorganismos vivos que tienen efectos beneficiosos sobre la salud del huésped, incluida una vida útil prolongada, cuando se administran o están presentes en cantidades adecuadas. Sin embargo, los mecanismos por los cuales los probióticos estimulan la longevidad del huésped siguen sin estar claros y son muy poco conocidos. En un estudio reciente (Nat. Commun. 8, 14332 (2017) doi: 10.1038/ncomms14332), utilizamos la bacteria probiótica formadora de esporas Bacillus subtilis y el organismo modelo Caenorhabditis elegans para estudiar el mecanismo por el cual una bacteria probiótica afecta la longevidad del huésped. Encontramos que B. subtilis competente en biopelícula colonizó el intestino de C. elegans y extendió la vida útil del gusano significativamente más que las cepas isogénicas deficientes en biopelícula. Además de la competencia de la biopelícula, el pentapéptido CSF con detección de quórum y el óxido nítrico (NO) representan todo el repertorio de B. subtilis responsable de la longevidad prolongada de C. elegans. B. subtilis cultivada en condiciones de soporte de biopelícula sintetizó niveles más altos de NO y LCR que en condiciones de crecimiento planctónico, enfatizando el papel clave de la biopelícula en la desaceleración del envejecimiento del huésped. Significativamente, el efecto de la prolongevidad de B. subtilis se debió principalmente a una regulación a la baja del sistema de señalización similar a la insulina que precisamente es un participante clave en la longevidad saludable de los centenarios humanos. Estos hallazgos abren la posibilidad de probar si el consumo regular de B. subtilis incorporado en alimentos y bebidas podría extender significativamente la esperanza de vida humana y contribuir a detener el desarrollo de enfermedades relacionadas con la edad.Files
2017A-Ayala-Microbial-Cell.pdf.pdf
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Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- النباتات الميكروبية والبروبيوتيك والعصية الرقيقة والبحث عن طول عمر بشري طويل وصحي
- Translated title (French)
- Flore microbienne, probiotiques, Bacillus subtilis et la recherche d'une longévité humaine longue et saine
- Translated title (Spanish)
- Flora microbiana, probióticos, Bacillus subtilis y la búsqueda de una longevidad humana larga y saludable
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W2599872458
- DOI
- 10.15698/mic2017.04.569