Menschen wählen die Nahrung basierend darauf, wie er aussieht, riecht und schmeckt. Aber die Mikroben in unserem guts verwenden Sie eine andere Klassifikation-system-eine, die auf der Grundlage der molekularen Komponenten, aus denen sich unterschiedliche Fasern. In einer Studie veröffentlicht September 19 in der Zeitschrift Cell, fanden die Ermittler insbesondere die Komponenten der Ballaststoffe, die das Wachstum zu fördern und metabolische Wirkung von nützlichen Mikroben in der Maus gut.
Die Forschung zielt auf die Entwicklung von Methoden zur Bestimmung von verbindungen, die die Darstellung von Gesundheit-Förderung der Mitglieder der Darm mikrobiellen Gemeinschaft. Das Ziel ist, zu identifizieren, nachhaltige, bezahlbare Ballaststoffe Quellen für die Integration in der nächsten generation, die mehr nahrhafte Lebensmittel.
“Fiber verstanden wird, nützlich sein. Aber Faser ist tatsächlich eine sehr komplizierte Mischung aus vielen verschiedenen Komponenten”, sagt senior-Autor Jeffrey Gordon, ein Mikrobiologe an der Washington University School of Medicine in St. Louis. “Außerdem, Fasern aus verschiedenen pflanzlichen Quellen, die unterschiedlich verarbeitet werden, während Lebensmittel-Herstellung haben unterschiedliche Bestandteile. Leider fehlen uns detaillierte Kenntnisse über diese Unterschiede und Ihre biologische Bedeutung. Wir wissen, dass die moderne westliche Ernährung haben niedrige Niveaus der Faser; dieser Mangel an Ballaststoffen in Verbindung gebracht wurde, um den Verlust von wichtigen Mitgliedern des Darms Gemeinschaft und schädliche Auswirkungen auf die Gesundheit.”
Die Forscher begannen, indem Sie Tests 34 food-grade fiber die Vorbereitungen, viele gereinigt von Nebenprodukten bei der Herstellung von Nahrungs-und wie Schalen von Obst und Gemüse, die weggeworfen bei der Produktion von verarbeiteten Lebensmitteln und Getränken. Sie verwendeten Mäuse, die zunächst erhoben, unter sterilen Bedingungen und dann kolonisiert mit menschlichen Darm Mikroben. Die Tiere wurden gefüttert eine high-fat, low-Faser-Diät-Vertreter von Diäten in der Regel in den Vereinigten Staaten konsumiert, mit oder ohne verschiedene Arten von zusätzlichen Fasern. Das Ziel war zu ermitteln, die Fasern, die am besten zur Steigerung der Ebenen des key-Faser-abbauenden bakteriellen Spezies und Förderung der Ausdruck von positiven metabolischen Enzyme in der mikrobiom.
Da die Mäuse kolonisiert worden, der mit einer definierten Sammlung von menschlichen Darmbakterien, mit sequenzierten genomen, die Forscher wussten alle Gene, die vorhanden waren, in Ihrem Modell menschlichen Darm mikrobiellen Gemeinschaft. Dies erlaubt Ihnen eine umfassende, hoch auflösenden Proteom-Studie von allen bakteriellen Proteinen, deren expression verändert in Reaktion auf die verschiedenen Faserarten Sie getestet. Die Kombination dieser Ergebnisse mit genetischen screens konnten Sie identifizieren, die bestimmte Faser-Quellen, Ihre bioaktiven molekularen Komponenten, und die bakteriellen Gene, die erhöht für verschiedene Bacteroides-Spezies, wenn Sie auf verschiedenen Fasern. Sie konzentrierten sich auf die Bacteroides, weil die Mitglieder dieser Gruppe von Bakterien-Arten, die Gene enthalten, verantwortlich für die Umwandlung Ballaststoffe, die nicht vorhanden sind, sind im menschlichen Genom.
Für die zweite phase der Studie, die Forscher wollten ermitteln, wie sich verschiedene Mitglieder der mikrobiellen Gemeinschaft, die miteinander interagieren, wie Sie Ihre Speisen auch auf Ballaststoffe. Der erste Autor Michael Patnode, ein postdoctoral fellow in Gordon ‘ s lab entwickelt fluoreszenzmarkierter künstliche Nahrung Teilchen mit verschiedenen Arten von gebundenen Kohlenhydraten, die aus verschiedenen Fasern. Sammlungen dieser Nährstoff-mit Partikel gefüttert wurden, zu Mäusen besiedelt mit definierten mikrobiellen Gemeinschaften mit unterschiedlichen Kombinationen von Bacteroides-Arten.
“Wir waren begeistert zu sehen, wie diese ‘Biosensoren’ könnte verwendet werden, um zu beurteilen, die Verarbeitung insbesondere der Faser-Komponenten, die durch bestimmte Bakterien-Arten,” Patnode sagt. Durch die Fütterung dieser Teilchen zu Mäusen, die entweder getragen oder nicht tragen eine dominierende Faser verbrauchen, Arten, fanden die Autoren, dass untergeordnete Arten wurden in der Schlange, um einen Schritt nach oben und verbrauchen Faser.
“Wir hatten vermutet, es könnte Wettbewerb zwischen den verschiedenen Stämmen und das würden einige stärkere Konkurrenten als andere”, Patnode sagt. Proteomics-Analysen und genetische Bildschirme bestätigten, dass es eine Hierarchie der Faser-Verbrauch unter den Arten, die in diesem Modell die bakterielle Gemeinschaft.
Gordon erklärt, dass “es ist wichtig zu verstehen, wie das Vorhandensein eines bestimmten Organismus beeinflusst das Ess-Verhalten von anderen Organismen-in diesem Fall mit Bezug zu verschiedenen Fasern. Wenn wir im Begriff sind zu entwickeln mikrobiota-Regie Lebensmittel, die darauf abzielen, Vorteile für die menschliche Gesundheit, es ist wichtig, Wege zu finden, um zu bestimmen, welche Lebensmittel Klammern wird die beste Quelle von Nährstoffen, und, wie die mikrobiota reagieren wird.”
