Молекулярная кухня для кишечных бактерий

Ученые из EMBL сообщают в Nature Microbiology о пищевых предпочтениях и ростовых характеристиках 96 разнообразных штаммов кишечных бактерий. Их результаты помогут научному сообществу углубить понимание микробиома кишечника.

Бактерии, живущие в кишечнике, оказывают большое влияние на здоровье. Однако исследователи до сих пор не знают, какую пищу предпочитает большинство кишечных бактерий и как именно они метаболизируют питательные вещества. В данной работе представлены ростовые характеристики основных бактерий кишечника человека на 19 питательных средах с четко определенным составом. Исследованием руководили руководители групп EMBL в Гейдельберге Пир Борк, Киран Патил и Нассос Типас.

"Наш ресурс предоставляет ученым инструменты для экспериментального изучения экологии микробиома кишечника, выходя за рамки корреляций и определяя причины и следствия", — говорит Нассос Типас.

Исследовательская группа отобрала 96 штаммов из 72 видов бактерий, представляющих наиболее часто встречающиеся и многочисленные виды в кишечнике человека, а также важные виды, связанные с инфекционными или другими заболеваниями кишечника, такими как колоректальный рак и воспалительное заболевание кишечника (ВЗК). Характеризуя их пищевые предпочтения и способность производить различные молекулы, исследователи обнаружили неизвестные ранее метаболические особенности некоторых бактерий.

"Мы были удивлены, обнаружив новые бактерии, способные утилизировать муцин — белок, из которого состоит слизь", — говорит Киран Патил. — "Эти бактерии могут способствовать воспалению и инфекции, ослабляя защитный слизистый барьер, выстилающий кишечник. Еще одним сюрпризом стали бактерии, чей рост подавлялся аминокислотами и короткоцепочечными жирными кислотами — обычными компонентами большинства питательных сред. Оказывается, богатые среды со множеством питательных веществ могут быть токсичны для этих видов, тогда как мы раньше думали: чем больше пищи, тем лучше".

Более того, даже близкородственные бактерии иногда имели совершенно разные пищевые предпочтения. Это показывает, что микробиологи не могут основывать свои предположения о метаболических возможностях исключительно на генетическом родстве бактерий.

Новый научный "поваренная книга" наполнена молекулярными рецептами для выращивания кишечных бактерий, предоставляя научному сообществу инструменты для изучения структуры и функции микробиома кишечника человека.