С помощью рибосомной инженерии созданы "суперпробиотические" бактерии

Используя рибосомную инженерию, исследователи из Университета Шиншу (Китай) ввели мутации, влияющие на механизм синтеза белка в пробиотических бактериях Lacticaseibacillus rhamnosus GG (LGG).

Эти мутантные LGG проявляют измененную экспрессию поверхностных белков, в том числе повышенную экспрессию так называемых "подрабатывающих белков" (moonlighting proteins). Эти мутанты осуществляют более сильную адгезию к клеткам кишечника и оказывают иммуностимулирующее действие на макрофаги, что делает их "супер-пробиотиками". Это исследование, опубликованное в журнале Microbiology Spectrum, демонстрирует полезность рибосомной инженерии - недорогого и быстрого метода улучшения качества пробиотических молочнокислых бактерий.

Поддержание здоровой микрофлоры кишечника является важной частью хорошего самочувствия в целом. Молочнокислые бактерии - это хорошо известный класс микроорганизмов, которые могут подавлять патогенные бактерии в кишечнике и поддерживать его здоровье. Действительно, кисломолочные продукты являются частью здорового питания по всему миру. Современные продукты и добавки с пробиотиками направлены на то, чтобы максимально увеличить пользу молочнокислых бактерий для здоровья, не изменяя традиционных ферментированных продуктов. Их модификация для усиления полезных функций представляет собой следующий этап в развитии пробиотиков.

"Растет коммерческий и медицинский спрос на пробиотики, которые делают больше, чем просто регулируют баланс кишечной микрофлоры. Однако бакерии, полученные путем использования классических методов селекции и генной инженерии, часто запрещено использовать в продуктах питания", - говорит руководитель исследования Такеши Шимосато. Мы были вдохновлены успехом рибосомной инженерии в фармацевтической сфере и предположили, что эта технология, которая "пробуждает" скрытые способности бактерий путем изменения их рибосом, может быть использована для повышения активности молочнокислых бактерий".

Авторы исследования ранее обнаружили, что штаммы LGG со специфическими мутациями в рибосомальном белке S12 продуцируют большее количество так называемых "подрабатывающих белков" - внутриклеточных белков, которые выполняют дополнительные функции, когда появляются на поверхности бактериальных клеток. "Мутант K56N продемонстрировал повышенную экспрессию белка-подработчика глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GAPDH) на своей поверхности и продемонстрировал повышенную адгезию к муцину толстой кишки человека посредством GAPDH-опосредованного связывания", - пояснил Шимосато. "Настоящее исследование дополнило наши предыдущие эксперименты, показав, как мутация K56N влияет на состав внеклеточных везикул и иммунную модуляцию хозяина".

В ходе исследования авторы обнаружили, что у мутантов K56N было 23 различных поверхностных белка, тогда как у LGG дикого типа их было только пять. Важно также отметить, что у мутантов K56N количество поверхностного GAPDH было значительно выше, чем у дикого типа. При культивировании с клетками кишечника человека к клеткам прикреплялось в два раза больше мутантных бактерий K56N. При терапевтическом применении клетки K56N лучше удерживались в кишечнике и вытесняли из него патогенные бактерии.