Новое исследование, проведенное доктором Натали Джуге из Института Квадрам, выявило некоторые молекулы, используемые для того, чтобы бактерии кишечной микробиоты поддерживали здоровые популяции в нужных местах в организме. Это помогает обеспечить постоянные взаимовыгодные отношения с нашей кишечной микробиотой.Чтобы добиться дружеских отношений с этими микробами, наш кишечник покрыт слизью.
В толстой кишке слизистый слой делится на рыхлый внешний слой, который обеспечивает подходящую среду обитания для бактерий, что позволяет нам извлекать из них пользу, и внутренний слой, который действует как защитный барьер. Этот внутренний слой предотвращает проникновение этих бактерий через слизистую оболочку кишечника, где они могут причинить нам вред.
Слизь состоит из крупных белковых молекул, которые украшены и расширены различными молекулами сахара, называемыми олигосахаридами, которые вместе с водой образуют слизь. Эти муциновые гликановые цепи являются источником питательных веществ, а также местом прикрепления бактерий, которые эволюционировали, чтобы колонизировать внешний слой слизи. В толстой кишке человека было идентифицировано более 100 различных олигосахаридов, и недавние исследования показали, что вариации олигосахаридов в слизи связаны с вариациями в составе микробиоты кишечника. Это может быть одним из способов, которым организм пытается адаптировать состав микробиоты в различных частях желудочно-кишечного тракта.
Доктор Натали Джуге из Института Квадрам возглавляет группу исследователей, изучающих, как гликаны муцина могут влиять на микробиоту кишечника. В сотрудничестве с Synchrotron Oxford, Университетом Восточной Англии и Калифорнийским университетом исследователи, используя в качестве модельного организма широко распространенного представителя кишечной микробиоты человека под названием Ruminococcus gnavus, идентифицировали модули связывания углеводов, способные связываться со слизью. Эти модули распознают специфическую молекулу сахара, сиаловую кислоту, которая закрывает конец гликановых цепей муцина. Слои слизи, выделяемые организмом, чтобы выстилать кишечник, демонстрируют градиент муцинов, покрытых сиаловой кислотой, с дальнейшим повышением концентрации в желудочно-кишечном тракте человека.
Природа сиаловой кислоты в муцинах также различается у разных видов, что дает больше доказательств того, как происходят видоспецифичные взаимодействия микробиоты.«Мы думаем, что модули связывания углеводов играют ключевую роль в определении пространственного распределения симбиотических бактерий в желудочно-кишечном тракте и вдоль него, что помогает поддерживать благоприятные отношения с бактериями, населяющими различные ниши в кишечнике», — сказал д-р Джуге.
В связи с тем, что микробиота кишечника теперь связана с множеством различных состояний здоровья, растет интерес к микробной терапии, которая направлена ??на изменение баланса микробов для улучшения здоровья. Предоставляя механистическое понимание того, как эти бактерии взаимодействуют с хозяином, это исследование внесет вклад в усилия по разработке этих будущих методов лечения.
Исследование финансировалось Исследовательским советом по биотехнологии и биологическим наукам и Национальным институтом здравоохранения США и опубликовано в журнале Nature Communications.