Akkermansia muciniphila регулирует биосинтез холестерина в кишечнике

Исследование под руководством Университета Дьюка изучило механизмы работы кишечной бактерии Akkermansia muciniphila, которая ассоциирована с более низким уровнем метаболических расстройств.

В статье, опубликованной в Nature Microbiology, учёные разработали и применили метод транспозонного мутагенеза, чтобы выявить гены, необходимые для колонизации кишечника и использования муцина.

A. muciniphila может составлять до 3–5% микробиоты в стуле. Её аномальный уровень связан с иммунными нарушениями, осложнениями беременности, раком, неврологическими и метаболическими заболеваниями, что делает её потенциальным пробиотиком. Однако около 35% её генома кодирует белки с неизвестной функцией.

Известно, что A. muciniphila использует муцины — крупные гликозилированные белки слизистой оболочки кишечника — как предпочтительный источник питания. Исследование показало, что, несмотря на способность производить около 60 гликозидгидролазных ферментов, для расщепления муцинов требуется лишь несколько. Эта избыточность обеспечивает выживаемость даже при мутациях в большинстве этих генов.

Продукты деградации муцина накапливаются внутри бактерии в процессе, требующем генов, кодирующих пили и периплазматический белковый комплекс — гены локуса утилизации муцина (MUL).

При имплантации мышам без сложного микробиома A. muciniphila использовала различные источники питательных веществ в ЖКТ и не задействовала систему MUL так же. В этом стерильном сценарии гены MUL подавляли экспрессию человеческих генов, необходимых для биосинтеза холестерина в толстой кишке.

Это указывает, что использование муцина как основного источника питания зависит от условий (стратегия для конкурентной среды), и что A. muciniphila обладает несколькими стратегиями выживания.

Авторы заключают, что «активный катаболизм муцина Akkermansia может приносить дополнительную пользу для здоровья, регулируя экспрессию генов, вовлечённых в биосинтез липидов».