Разложение сложных углеводов и других макромолекул кишечными бактериями человека приводит к образованию метаболитов, которые соседние микробы используют для анаэробного дыхания. Однако остается неясным, может ли перекрестное питание другими пищевыми соединениями в кишечнике запускать окислительно-восстановительные реакции с выделением энергии.
4 августа 2025 года исследователи из Йельского университета опубликовали исследование под названием «Метаболическое перекрестное питание пищевым антиоксидантом усиливает анаэробный энергетический метаболизм кишечных бактерий человека» в журнале Cell Host & Microbe, дочернем издании Cell.
Исследование показало, что метаболическое перекрестное питание пищевым антиоксидантом эрготионеином усиливает анаэробный энергетический метаболизм у кишечных бактерий человека.
В этом новаторском исследовании команда показала, что кишечные бактерии из разных типов обмениваются общим пищевым антиоксидантом в анаэробных условиях для получения энергии. Симбиотическая бактерия Clostridium symbiosum кодирует фермент эрготионеиназу, который превращаетэрготионеин(антиоксидант, получаемый из грибов) в акцептор электронов тиоурокановую кислоту (TUA). Затем бактерия, разлагающая ксилан, Bacteroides xylanisolvens, восстанавливает TUA, значительно усиливая синтез АТФ и способствуя росту бактерий. Более того, TUA избирательно продуцируется и потребляется определенными сообществами микроорганизмов в фекалиях человека.
В соответствии с недавно обнаруженными связями между гомеостазом эрготионеина в кишечнике и колоректальным раком, гены эрготионеиназы были значительно обогащены в фекальных метагеномах пациентов с колоректальным раком.
Эти совокупные результаты показывают, как перекрестное питание симбиотическими антиоксидантными питательными веществами усиливает микробный энергетический метаболизм, что может объяснить индивидуальные различия в риске заболеваний. В частности:
Эрготионеиназа C. symbiosum превращает пищевой эрготионеин в TUA;
B. xylanisolvens использует TUA в качестве акцептора электронов, увеличивая продукцию АТФ в 2,3 раза по сравнению с контролем;
Динамика TUA демонстрирует избирательные паттерны продукции/потребления в микробиомах человека.
Примечательно, что метаболическая ось эрготионеин-TUA была особенно активна у пациентов с КРР, причем обилие гена эрготионеиназы коррелировало с прогрессированием заболевания (p<0,01). Этот механизм перекрестного питания на основе окислительно-восстановительных реакций может представлять новую связь между пищевыми антиоксидантами, экологией кишечной микробиоты и предрасположенностью к раку.
Clostridium symbiosum метаболизирует эрготионеин (EGT) в тиоурокановую кислоту (TUA);
TUA может использоваться Bacteroides xylanisolvens для усиления анаэробного роста и синтеза АТФ;
Сообщества микроорганизмов в фекалиях человека могут превращать EGT в восстановленную TUA посредством метаболического перекрестного питания;
Гены, ответственные за продукцию TUA, обогащены в фекальных метагеномах пациентов с колоректальным раком.
В совокупности эти результаты показывают, что симбиотическое перекрестное питание антиоксидантными питательными веществами усиливает микробный энергетический метаболизм — механизм, который может объяснить индивидуальную вариабельность в восприимчивости к риску заболеваний.
Ссылка на статью: https://www.cell.com/cell-host-microbe/fulltext/S1931-3128(25)00280-X
EN
es 
jp 
ko 
fr 
de 
it 
ru 
pt 
th 
ar 
ms 
