Nya mikrobiella gener som är ansvariga för gallsyrakonvertering är ett stort steg framåt för tarmhälsan

Som ägare till en människokropp, du bär med dig biljoner mikrober överallt där du går. Dessa mikroskopiska organismer tar inte bara en tur; många av dem utför viktiga kemiska reaktioner som reglerar allt från vår matsmältning till vårt immunsystem till våra humör.

En viktig uppsättning reaktioner avser fettabsorption via gallsyror. Våra lever gör dessa syror för att hjälpa till att smälta fett och fettlösliga vitaminer när de färdas genom tunntarmen. Nära slutet av tunntarmen, mikrober omvandlar syrorna till nya former, som antingen kan vara fördelaktigt eller skadligt.

Ny forskning från University of Illinois identifierar den sista i en uppsättning mikrobiella gener som är involverade i dessa omvandlingar.

"Genom att hitta dessa bakteriegener kan mekanistiska studier bestämma effekten av gallsyrakonvertering på värdens hälsa. Om vi ​​finner att detta är en fördelaktig reaktion, terapeutiska strategier kan utvecklas för att uppmuntra produktion av dessa gallsyror i mag -tarmkanalen, säger Jason Ridlon, docent vid institutionen för djurvetenskap vid U of I och motsvarande författare till en ny artikel i Tarmmikrober .

Mikrober producerar enzymer som vänder orienteringen av tre hydroxylgrupper på gallsyramolekyler. Att vända dem till olika konfigurationer omarrangerar syramolekylerna till former som kan vara skadliga eller fördelaktiga. Ridlon och andra forskare hade redan identifierat generna för två av dessa enzymer, men en var fortfarande okänd.

För att hitta den saknade genen, Ridlon och hans medarbetare såg tillbaka i tiden. Tidigare forskning kopplar vändningen av en specifik hydroxylgrupp - en kopplad till en plats på syramolekylen som kallas kol -12 - med en mikrobe som kallas clostridium paraputrificum .

"Vi visste från litteratur publicerad för några decennier sedan vilken art denna funktion rapporterades i. Vi bekräftade det i en stam av clostridium paraputrificum som vi har i vår kultursamling. Denna funktion är känd för att katalyseras av vissa enzymer som kallas reduktaser, "Säger Ridlon.

"Använda genomets sekvens av Clostridium paraputrificum , vi identifierade alla kandidatreduktaser, konstruerade generna till E coli och bestämde vilket reduktas som kunde vända den polära gruppen på gallsyror, " han lägger till.

Forskargruppen sökte sedan efter liknande sekvenser i det mänskliga mikrobiomet.

Vi kunde identifiera genen i många bakteriearter som tidigare inte var okända för att ha denna gallsyrametaboliserande funktion. Detta är till hjälp för mänskliga mikrobiomforskare eftersom fältet går mot att försöka koppla funktion till sjukdom. Nu vet vi de exakta DNA-sekvenserna som kodar för ett enzym som vänder kol-12 av gallsyror, "

Jason Ridlon, Studera motsvarande författare och docent, Institutionen för djurvetenskap, University of Illinois

Forskarna har ännu inte kommit på om det är bra eller dåligt att vända hydroxylgruppen vid kol-12. I kategorin "bra", vändningen kan spela en roll vid avgiftning av skadliga gallsyror som deoxikolsyra (DCA) och litokolsyra (LCA), kemikalier som är kända för att skada DNA och orsaka cancer i tjocktarmen, lever, och matstrupe. Men Ridlon konstaterar att "bra vs dålig" inramning förenklar verkligheten.

"Medan vi tenderar att tänka på DCA och LCA som" dåliga, 'sammanhanget är mycket viktigt. Infektion av Clostridium difficile (C. diff) verkar korrelera med låga nivåer av DCA och LCA, till exempel, så dessa gallsyror verkar vara skyddande för att förhindra oönskade kolonisatorer. Kroniska höga nivåer av DCA och LCA på grund av västerländsk livsstil är "dåliga, ' dock, så det är en balansgång, "säger han." Ett stort mål med den här forskningen är att försöka upprätta och upprätthålla en "Goldilocks -zon" av gallsyror - inte för mycket eller för lite. "

Även om det fortfarande finns mer att lära, Ridlon säger att identifiera och karakterisera dessa nya mikrobiella gener som är ansvariga för gallsyrakonvertering är ett stort steg framåt för tarmhälsan.

• Tidig användning av biologiska medel rekommenderas för patienter med luminal och fistulerande Crohns sjukdom
• Forskare använder genomisk sekvenseringsteknik för att upptäcka förekomst av olika mikrober