Молоко длинномордых тюленей может быть сложнее по своему составу, чем грудное молоко человека. Анализ показал, что в нем содержится примерно на 33% больше разных типов олигосахаридов, многие из которых уникальны. Это открытие может указать путь к созданию еще более совершенных детских смесей.
Всего 17 дней — столько длится вскармливание детеныша серого тюленя Halichoerus grypus. За этот короткий срок ему необходимо «запустить» пищеварительную систему и сформировать иммунитет, который защитит его от болезней и суровых условий Северной Атлантики. Логично предположить, что молоко матери невероятно сложно устроено, чтобы справиться с этой задачей. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Communications, подтверждает эту догадку.
«Наш анализ показывает, что молоко серого тюленя уникально. Мы идентифицировали 332 различные сахарные молекулы, или олигосахарида, по сравнению с примерно 250 в грудном молоке человека. Две трети из них ранее были совершенно неизвестны науке. У некоторых из них невиданный ранее размер — до 28 сахарных звеньев, что превосходит крупнейшие известные олигосахариды грудного молока из 18 остатков», — рассказывает Даниэль Бояр, старший преподаватель биоинформатики Гётеборгского университета.
(Справедливости ради, полный репертуар (пан-гликом) грудного молока насчитывает 380 олигосахаридов, но в стандартной пробе, взятой у одной женщины, их действительно порядка 250. — Прим. ред.)
Защита от бактерий
Гигантские олигосахариды содержатся в молоке всех млекопитающих. Эти соединения выполняют важные функции: защищают от вирусов и бактерий, формируют первоначальную микрофлору организма и стимулируют развитие желудочно-кишечного тракта. Несмотря на их важность, наши знания о разнообразии молочных сахаров у животных ограничены, в основном из-за малого количества исследований, посвященных млекопитающим, не считая человека.
«Впервые нам удалось проанализировать олигосахариды в молоке дикого млекопитающего на протяжении всего периода лактации. Это важно, потому что состав молока меняется по мере взросления детеныша», — говорит Бояр.
Состав меняется
Молоко собирали в несколько этапов у пяти диких тюленей у побережья Шотландии на протяжении всего срока вскармливания. С помощью масс-спектрометрии исследователи смогли структурно охарактеризовать 240 из обнаруженных олигосахаридов. Комбинация аналитических методов и ИИ-моделей также показала, что, как и грудное молоко человека, тюленье меняется по составу за время лактации.
«Эти сахара связываются с различными белками, например, в иммунной системе. Мы протестировали вновь открытые молекулы на человеческих иммунных клетках и обнаружили, что они могут регулировать реакцию на различные угрозы. Полученные данные позволяют предположить, что дикие морские млекопитающие, подверженные экстремальным условиям среды и высокой опасности извне, развили столь сложное молоко, чтобы защитить своих быстрорастущих детенышей», — объясняет исследователь.
Поддержка для иммунитета
Анализ также показал, что несколько из этих углеводов обладают выраженной способностью подавлять болезнетворные бактерии.
Это исследование открывает путь к обнаружению новых биологически активных соединений с потенциальным применением в детском питании, борьбе с инфекциями и поддержке иммунной системы. В будущем вновь открытые сахарные молекулы можно будет добавлять в заменители грудного молока для укрепления иммунитета младенцев. Также эти олигосахариды могли бы получать и взрослые для поддержания здоровья желудочно-кишечной системы.
«Наше исследование подчеркивает нераскрытый биомедицинский потенциал, скрытый в малоизученных диких видах. Наша научная группа — единственная в мире, которая анализирует молочные сахара таких неисследованных млекопитающих с помощью масс-спектрометрии на столь глубоком уровне. Мы уже сделали это для десяти разных видов, и каждый раз находим уникальные сахарные молекулы. Мы продолжим работу. У нас в морозильнике есть молоко еще от 20 видов», — заключил Бояр.
Почему молоко вырабатывают только самки млекопитающих — неожиданный ответ математиков
Ученые ставят точку в споре о пользе и вреде молочных продуктов для кишечника
Подписывайтесь и читайте «Науку» в Telegram