Раскрытие пищевой сети в кишечнике
Несмотря на прогресс, организация и экологические свойства кишечной микробной экосистемы остаются недостаточно изученными. Используя вручную курируемую систему метаболических модулей для анализа (мета-)геномных данных, Сара Виейра-Силва, Гвен Фэлони и коллеги из лаборатории Йеруна Раеса (VIB/KU Leuven) изучили взаимосвязи «вид-функция» в геномах и микробиомах кишечных бактерий. Команда Фламандского проекта кишечной флоры обнаружила, что половина бактерий в кишечнике человека являются метаболическими генералистами, в то время как другие специализируются и питаются специфическими субстратами, такими как углеводы, белки или липиды.
Йерун Раес (VIB/KU Leuven): «Мы построили карту "кто что делает" в микробиоме кишечника. Для этого мы связали бактериальные таксоны с их функциональным потенциалом. Это важно, чтобы начать понимать, что происходит с нашей пищей после переваривания. Это позволило нам определить, какие пищевые остатки ферментируются какими бактериями. Составив карту трофической цепи кишечника, мы обнаружили, что в этой экосистеме много резервных механизмов: когда один род бактерий исчезает, другой может взять на себя его функцию в каскаде ферментации».
Связь между разнообразием кишечных бактерий и здоровьем человека?
В прошлом году команда Раеса первой поставила под сомнение преобладающее в исследованиях микробиома предположение, приравнивающее высокое бактериальное разнообразие в экосистеме толстой кишки к здоровью хозяина. Это предположение было выдвинуто на основе частых наблюдений сниженного разнообразия, связанного с болезнями. Основываясь на новых результатах, команда Раеса связывает высокое бактериальное разнообразие не только с медленным транзитом, но и с истощением углеводов в толстом кишечнике и усиленной ферментацией белков. Последнее говорит о том, что связь между разнообразием и здоровьем не так прямолинейна, как считалось ранее.
Йерун Раес (VIB/KU Leuven): «Мы обнаружили, что энтеротипы с высоким биоразнообразием (которые обычно считаются здоровыми) также обладают высокой способностью производить потенциально нездоровые соединения в результате ферментации белков. Высокое биоразнообразие экосистемы толстой кишки, возможно, не является Святым Граалем в продолжающемся поиске улучшения здоровья кишечника».
Команда Раеса также показала, что бактерии, ферментирующие белки, растут медленнее. Эти знания можно использовать, чтобы обеспечить их вытеснение, «подкармливая» нашу кишечную экосистему углеводами в форме пребиотических субстратов. Пребиотики дадут селективное преимущество быстрее растущим ферментерам углеводов, которые не производят нежелательных метаболитов.