Nye mikrobielle gener som er ansvarlige for gallsyreomdannelse er et stort skritt fremover for tarmhelsen

Som eier av en menneskekropp, du bærer billioner av mikrober med deg overalt. Disse mikroskopiske organismer har ikke bare en tur; mange av dem utfører viktige kjemiske reaksjoner som regulerer alt fra fordøyelsen vår til immunsystemet vårt til humøret vårt.

Et viktig sett med reaksjoner gjelder fettabsorpsjon via gallsyrer. Våre lever lager disse syrene til å hjelpe til med å fordøye fett og fettløselige vitaminer når de beveger seg gjennom tynntarmen. Nær slutten av tynntarmen, mikrober omdanner syrene til nye former, som enten kan være gunstig eller skadelig.

Ny forskning fra University of Illinois identifiserer den siste i et sett med mikrobielle gener som er involvert i disse konverteringene.

"Å finne disse bakteriegenene vil tillate mekanistiske studier å bestemme effekten av gallsyrekonvertering på vertshelsen. Hvis vi finner ut at dette er en gunstig reaksjon, terapeutiske strategier kan utvikles for å oppmuntre til produksjon av disse gallsyrene i mage -tarmkanalen, "sier Jason Ridlon, førsteamanuensis ved Institutt for dyrevitenskap ved U of I og tilsvarende forfatter av en ny artikkel i Tarmmikrober .

Mikrober produserer enzymer som vender orienteringen til tre hydroksylgrupper på gallsyremolekyler. Å vende dem til forskjellige konfigurasjoner omorganiserer syremolekylene til former som kan være skadelige eller fordelaktige. Ridlon og andre forskere hadde allerede identifisert genene for to av disse enzymene, men en var fortsatt ukjent.

For å finne det manglende genet, Ridlon og hans samarbeidspartnere så tilbake i tid. Tidligere forskning knytter vending av en spesifikk hydroksylgruppe - en festet til et sted på syremolekylet kjent som karbon -12 - med en mikrobe som kalles clostridium paraputrificum .

"Vi visste fra litteratur publisert for noen tiår siden hvilken art denne funksjonen ble rapportert i. Vi bekreftet det i en stamme av clostridium paraputrificum som vi har i vår kultursamling. Denne funksjonen er kjent for å bli katalysert av visse enzymer kjent som reduktaser, "Sier Ridlon.

"Bruke genomets sekvens av Clostridium paraputrificum , vi identifiserte alle kandidatreduktasene, konstruert genene til E coli og bestemte hvilken reduktase som var i stand til å snu den polare gruppen på gallsyrer, " han legger til.

Forskerteamet søkte deretter etter lignende sekvenser i det menneskelige mikrobiomet.

Vi var i stand til å identifisere genet i mange bakteriearter som tidligere ikke var kjent for å ha denne gallsyremetaboliserende funksjonen. Dette er nyttig for menneskelige mikrobiomforskere fordi feltet går mot å prøve å koble funksjon med sykdom. Nå kjenner vi de presise DNA-sekvensene som koder for et enzym som vender karbon-12 av gallsyrer, "

Jason Ridlon, Studere tilsvarende forfatter og førsteamanuensis, Institutt for dyrevitenskap, University of Illinois

Forskerne har ennå ikke funnet ut om å snu hydroksylgruppen ved karbon-12 er en god eller dårlig ting. I kategorien "bra", flip kan spille en rolle i avgiftning av skadelige gallsyrer som deoksykolsyre (DCA) og litokolsyre (LCA), kjemikalier som er kjent for å skade DNA og forårsake kreft i tykktarmen, lever, og spiserøret. Men Ridlon bemerker at "god vs. dårlig" innramming forenkler virkeligheten.

"Selv om vi har en tendens til å tenke på DCA og LCA som" dårlige, 'konteksten er veldig viktig. Infeksjon av Clostridium difficile (C. diff) ser ut til å korrelere med lave nivåer av DCA og LCA, for eksempel, så disse gallsyrene ser ut til å være beskyttende for å forhindre uønskede kolonisatorer. Kroniske høye nivåer av DCA og LCA på grunn av vestlig livsstil er 'dårlige, ' derimot, så det er en balansegang, "sier han." Et hovedmål med denne forskningen er å prøve å etablere og opprettholde en "Goldilocks -sone" med gallsyrer - ikke for mye eller for lite. "

Selv om det fortsatt er mer å lære, Ridlon sier identifisering og karakterisering av disse nye mikrobielle genene som er ansvarlige for gallsyrekonvertering, er et stort skritt fremover for tarmhelsen.

• Tidlig bruk av biologiske midler anbefales for pasienter med luminal og fistulerende Crohns sykdom
• Forskere bruker genomisk sekvenseringsteknikk for å oppdage tilstedeværelse av forskjellige mikrober