Бактерии используют эгоистичную стратегию для превосходства в кишечнике человека

Учёные обнаружили, что вид бактерий Ruminococcus gnavus (R. gnavus), обитающий в кишечнике человека, получает конкурентное преимущество, удерживая сахарные питательные вещества только для себя.

R. gnavus — один из триллионов микробов, населяющих наш пищеварительный тракт. Эти микробы, известные как «микробиота», играют жизненно важную роль в поддержании здоровья. R. gnavus относится к нескольким видам кишечных бактерий, которые добывают и питаются кислыми сахарами (сиаловыми кислотами), содержащимися в защитной слизи, выстилающей кишечник.

Источник питания

Исследовательская группа под руководством учёных из Института Квадрам в Норидже, включая специалистов из Йоркского университета, выяснила, что пока другие бактерии, питающиеся слизью, высвобождают сиаловую кислоту для метаболизма другими членами микробиоты, R. gnavus химически модифицирует её, чтобы извлечь пользу только для себя.

Исследователи обнаружили, что у R. gnavus есть белок, который специфически транспортирует модифицированную сиаловую кислоту в свои клетки. Попав внутрь клетки, бактерии могут удалить модификацию, что позволяет им метаболизировать сахарные кислоты как источник питания.

Исследование показало, что кластер генов для этого эксклюзивного метаболического пути обнаружен у очень немногих других бактерий. Когда учёные «выключили» эти гены, это серьёзно нарушило способность бактерии колонизировать слизистый слой в кишечнике, что указывает на важность этого процесса для её процветания.

Умные стратегии

Профессор Гэвин Томас из Йоркского университета отметил: «Находки этого исследования предоставляют ещё один отличный пример того, как бактерии, конкурируя за ограниченную пищу, эволюционировали умные стратегии, чтобы гарантировать, что они не будут голодать».

R. gnavus обнаруживается примерно у 90% людей и считается распространённым членом «нормальной» кишечной микробиоты. Однако он также чрезмерно представлен в микробиоте людей, страдающих от ряда состояний, включая воспалительные заболевания кишечника (ВЗК).

Лечение следующего поколения

Новые знания о том, как бактерия получает конкурентное преимущество в кишечнике, могут помочь в диагностике ВЗК и других состояний. Это также может привести к созданию методов лечения следующего поколения на основе пребиотиков, нацеленных на штаммы R. gnavus.

Ведущий автор исследования, профессор Натали Жюж из Института Квадрам, сказала: «Мы считаем, что, модифицируя сиаловую кислоту, R. gnavus обеспечивает, чтобы часть "пирога" всегда оставалась для него. Эта стратегия способствует его успеху в колонизации слизистого слоя и, вероятно, лежит в основе его распространённости в микробиоте кишечника человека».