🔸Кишечник человека представляет собой сложную экосистему, в которой преобладают бактерии, которые помогают переваривать пищу и контролировать желудочно-кишечный тракт. Одной из популяций, которые живут в кишечнике, являются так называемые лизогенные бактерии, которые являются бактериями, содержащими дремлющую вирусную ДНК. Когда эти лизогенные бактерии подвергаются стрессу, вирусная ДНК активируется и производит вирусы. Недавно было высказано предположение, что одним из таких триггеров может быть диета, в частности диетический сахар.
🔸После почти четырех лет испытаний Ян-Петер ван Пийкерен , профессор Висконсинского университета в Мэдисоне, и его исследовательская группа разработали механизм, объясняющий, как фруктоза - сахар, который все чаще встречается в рационе - запускает производство вирусов. в кишечнике Когда кишечный симбионт Lactobacillus reuteri подвергается диете, обогащенной фруктозой, он производит уксусную кислоту, которая, в свою очередь, запускает производство вирусов.
🔸«Приблизительно 50 процентов вирусов, которые мы переносим в нашем желудочно-кишечном тракте, происходят из этих лизогенов», - объясняет ван Пийкерен, чьи исследования направлены на понимание механизмов, лежащих в основе взаимодействия бактерий с хозяином. «До этого момента у нас не было понимания того, каковы основные механизмы, которые способствуют этой [активации вирусов]».
🔸Роль бактериальных вирусов в кишечнике остается неясной. Хотя новые результаты показывают, что производство вирусов снижает выживаемость кишечника L. reuteri , возможно, что эти вирусы могут все еще помочь L. reuteri , убивая другие конкурирующие бактерии. Дальнейшие исследования, определяющие экологическую роль лизогенных бактерий в сочетании с последними открытиями Ван Пийкерена, могут предоставить новые возможности для исследования состава отдельных организмов в кишечнике, включая пробиотики.
L. reuteri живет у многих позвоночных, включая людей.
🔸Лаборатория Ван Пийкерена разработала несколько инструментов для редактирования генома, что позволило им разработать L. reuteri в качестве модели для изучения его вирусов. Они обнаружили, что обычно дремлющие вирусы L. reuteri становятся активированными, когда они проходят через пищеварительный тракт, что приводит к образованию вирусных частиц.
🔸Следующим шагом было выяснить, в какой степени пищевые сахара способствуют выработке вируса. Команда решила сосредоточиться на фруктозе из-за ее обилия в пищевой цепи. Со времени разработки кукурузного сиропа с высоким содержанием фруктозы в качестве экономически эффективного подсластителя в начале 1970-х годов среднее потребление фруктозы возросло в четыре раза.
Мышей кормили рационами с высоким содержанием фруктозы и L. reuteri . Исследовательская группа обнаружила, что мыши, которые ели фруктозу, испытывали значительное увеличение продукции вирусов L. reuteri в кишечнике по сравнению с животными, получавшими глюкозу.
«Это было захватывающее наблюдение, но мы хотели узнать, каков механизм, с помощью которого фруктоза увеличивает производство вируса.
🔸Итак, мы в основном исследовали последовательность ДНК L. reuteri, чтобы найти гены, продукты которых могли бы участвовать в метаболизме фруктозы. Эти результаты предсказывают, что L. reuteri может метаболизировать фруктозу, чтобы впоследствии производить уксусную кислоту, используя путь, который сохраняется среди бактерий ».
🔸Сосредоточив внимание на метаболическом пути, исследовательская группа обнаружила, что потребление фруктозы и L. reuteri увеличивает выработку уксусной кислоты в кишечнике мышей. Когда исследовательская группа инактивировала путь, ответственный за производство уксусной кислоты, производство вируса L. reuteri было почти отменено. «Эти результаты могут означать, что уксусная кислота сама по себе является пусковым механизмом для производства вируса», - объясняет ван Пийкерен.
🔸Уксусная кислота входит в группу химических веществ, известных как жирные кислоты с короткой цепью, которые клетки могут использовать для производства энергии. Доминирующие жирные кислоты с короткой цепью в толстой кишке человека включают уксусную кислоту наряду с пропионовой и масляной кислотой. Исследователи проверили каждый из этих химических веществ и обнаружили, что воздействие каждого типа жирных кислот способствует выработке вирусов по тому же пути, который L. reuteri использует для производства уксусной кислоты.
🔸«Таким образом, метаболизм фруктозы не только способствует выработке вирусов после выработки уксусной кислоты L. reuteri , но также является воздействием короткоцепочечных жирных кислот, что является триггером», - объясняет ван Пийкерен.
Доклад Ван Пийкерена открывает путь для будущих исследований, направленных на то, чтобы понять, как метаболизм бактерии связан с выработкой вируса и как это может повлиять на нашу диету.
🔸Остаются важные вопросы, в том числе о том, какую роль эти вирусы играют в кишечнике. Ожидается, что понимание вызванного диетой производства вируса в конечном итоге позволит исследователям адаптировать жизнеспособность отдельных организмов, таких как пробиотики, в кишечнике и разработать более эффективные способы изменения кишечных микробных сообществ.
Исследование было опубликовано в журнале Cell Host and Microbe в их онлайн-выпуске 15 января и в печати в выпуске за февраль 2019 года.
Будьте здоровы!
doctor_larra
Не забудьте поделиться статьей с друзьями. Спасибо!