Jedan važan skup reakcija odnosi se na apsorpciju masti putem žučnih kiselina. Naša jetra stvaraju ove kiseline kako bi pomogle probavi masti i vitamina topljivih u mastima dok putuju kroz tanko crijevo. Pri kraju tankog crijeva, mikrobi pretvaraju kiseline u nove oblike, koje mogu biti korisne ili štetne.
Novo istraživanje sa Sveučilišta Illinois identificira posljednje u nizu mikrobnih gena uključenih u ove pretvorbe.
"Lociranje ovih bakterijskih gena omogućit će mehanicističkim studijama da utvrde učinak pretvorbe žučne kiseline na zdravlje domaćina. Ako utvrdimo da je to korisna reakcija, mogu se razviti terapijske strategije za poticanje proizvodnje ovih žučnih kiselina u gastrointestinalnom traktu, "kaže Jason Ridlon, izvanredni profesor na Odsjeku za znanosti o životinjama u U i I i odgovarajući autor novog članka u Crijevni mikrobi .
Mikrobi proizvode enzime koji mijenjaju orijentaciju tri hidroksilne skupine na molekulama žučne kiseline. Njihovo preklapanje u različite konfiguracije preuređuje molekule kiseline u oblike koji mogu biti štetni ili korisni. Ridlon i drugi znanstvenici već su identificirali gene za dva od ovih enzima, ali jedan je još bio nepoznat.
Da biste pronašli gen koji nedostaje, Ridlon i njegovi suradnici osvrnuli su se u prošlost. Prethodna istraživanja povezuju prevrtanje određene hidroksilne skupine - one koja je vezana za mjesto na molekuli kiseline poznato kao ugljik -12 - s mikrobom koji se naziva klostridij paraputrificum .
"Znali smo iz literature objavljene prije nekoliko desetljeća u kojoj je vrsti zabilježena ova funkcija. Potvrdili smo to u soju klostridija paraputrificum koje imamo u našoj zbirci kulture. Poznato je da ovu funkciju kataliziraju određeni enzimi poznati kao reduktaze, "Kaže Ridlon.
"Koristeći sekvencu genoma Clostridium paraputrificum , identificirali smo sve reduktaze kandidata, inženjerirao gene u E coli i odredio koja je reduktaza uspjela preokrenuti polarnu skupinu na žučnim kiselinama, “dodaje.
Istraživački tim potom je tražio slične sekvence u ljudskom mikrobiomu.
Uspjeli smo identificirati gen u brojnim vrstama bakterija za koje prije nije bilo poznato da imaju ovu funkciju metaboliziranja žučne kiseline. Ovo je korisno za istraživače ljudskih mikrobioma jer se polje kreće prema pokušaju povezivanja funkcije s bolešću. Sada znamo precizne DNK sekvence koje kodiraju enzim koji okreće ugljik-12 žučnih kiselina, "
Jason Ridlon, Dopisni autor studije i izvanredni profesor, Odjel za znanosti o životinjama, Sveučilište Illinois
Istraživači još nisu shvatili je li okretanje hidroksilne skupine na ugljiku-12 dobra ili loša stvar. U kategoriji "dobro", okretnica može odigrati ulogu u detoksikaciji štetnih žučnih kiselina poput deoksiholne kiseline (DCA) i litoholne kiseline (LCA), kemikalije za koje se zna da oštećuju DNK i uzrokuju rak debelog crijeva, jetra, i jednjak. No, Ridlon primjećuje da okvir "dobro nasuprot lošem" pojednostavljuje stvarnost.
"Iako DCA i LCA smatramo lošima, 'kontekst je vrlo važan. Infekcija putem Clostridium difficile Čini se da (C. diff) korelira s niskim razinama DCA i LCA, na primjer, pa se čini da ove žučne kiseline štite u sprječavanju neželjenih kolonizatora. Kronične visoke razine DCA i LCA zbog zapadnjačkog načina života "loše su, 'međutim, pa je to balansiranje, "kaže." Glavni cilj ovog istraživanja je pokušati uspostaviti i održavati 'zonu zlatokosa' žučnih kiselina - ne previše ili premalo. "
Iako ima još za naučiti, Ridlon kaže da je identifikacija i karakterizacija ovih novih mikrobnih gena odgovornih za pretvorbu žučne kiseline veliki korak naprijed za zdravlje crijeva.