Как кишечные бактерии общаются с нашими клетками
Исследователи из Института исследований питания (IFR) и Университета Восточной Англии (UEA) обнаружили механизм, с помощью которого полезные кишечные бактерии напрямую общаются с клетками человека, влияя на их поведение.
Ключевое открытие
Учёные выявили у одного из самых распространённых видов кишечных бактерий фермент, расщепляющий фитат — форму фосфора в злаках и овощах. Нерасщеплённый фитат связывает важные минералы, препятствуя их усвоению и способствуя развитию таких состояний, как анемия.
Двойная роль фермента
- Пищеварение: Фермент эффективно расщепляет фитат на питательные вещества — фосфаты и инозитол, — которые усваиваются как бактериями, так и организмом человека.
- Клеточная коммуникация: Бактерии упаковывают этот фермент в наружные мембранные везикулы (OMVs), которые защищают его от разрушения нашими ферментами. Эти OMVs также влияют на кальциевую сигнализацию в клетках эпителия толстой кишки, регулируя их внутреннюю активность.
Это первый пример межцарственной коммуникации (бактерии ↔︎ клетки человека) через OMVs, которая приносит пользу и хозяину, и бактериям. Ранее подобные везикулы наблюдались только у патогенных бактерий.
Значение и перспективы
- Исследование проливает свет на поддержание здоровья кишечника, где бактерии играют ключевую роль.
- Открытый фермент может стать альтернативой существующим грибковым добавкам в корма для животных (глобальный рынок фитаз составляет $725 млн), чтобы уменьшить выброс фосфора с отходами.
- Понимание механизмов коммуникации открывает новые возможности для изучения роли микробиоты в заболеваниях и здоровье.
Работа, опубликованная в Cell Reports, стала результатом междисциплинарного сотрудничества на Norwich Research Park с использованием кристаллографии для определения 3D-структуры фермента.