다양한 장내 세균 군집이 영양소 차단을 통해 유해한 병원균으로부터 보호합 니다.

인간의 장에는 장내 미생물군집(gut microbiome)으로 통칭되는 수백 가지의 다양한 박테리아 종이 서식하고 있습니다. 이것이 제공하는 주요 건강상의 이점은 유해한 감염을 일으킬 수 있는 침입하는 병원체(질병을 유발하는 미생물)로부터 장을 보호하는 것입니다. 그러나 지금까지 이러한 보호 효과가 어떻게 나타나는지, 특정 박테리아 종이 다른 박테리아 종보다 더 중요한 역할을 하는지는 불분명합니다.

이를 조사하기 위해 옥스퍼드 대학의 연구자들은 100가지의 서로 다른 장내 세균 균주를 개별적으로 또는 조합하여 두 가지 해로운 세균 병원체의 성장을 제한하는 능력을 테스트했습니다. Klebsiella pneumoniae 그리고 살모넬라 엔테리카. 개별 장내 세균은 두 병원체의 확산을 제한하는 능력이 매우 떨어지는 것으로 나타났습니다. 그러나 최대 50종의 군집을 함께 배양할 경우 병원균은 개별 종과 함께 배양할 때보다 최대 1000배 덜 효과적으로 성장했습니다. 이 ‘군집 보호 효과’는 박테리아가 유리병에서 함께 배양되었는지 또는 ‘무균’ 마우스(실험 시작 시 장내 세균이 상주하지 않음)에서 배양되었는지 여부에 관계없이 나타났습니다.

저자 Kevin Foster 교수(옥스퍼드 대학교 생물학 및 생화학과)는 다음과 같이 말했습니다. ‘이러한 결과는 군집 저항이 미생물 군집 공동체의 집단적 특성임을 분명히 보여줍니다. 즉, 단일 계통은 다른 계통과 결합할 때만 보호 효과가 있습니다.’

그러나 연구자들은 전체적인 다양성뿐만 아니라 박테리아 공동체의 구성원이 보호 수준에 중요한 영향을 미친다는 사실을 발견했습니다. 특정 종은 그 자체로는 거의 보호를 제공하지 못함에도 불구하고 지역사회 기반 보호에 필수적인 것으로 밝혀졌습니다.

연구자들은 보호 박테리아 공동체가 병원체가 필요로 하는 영양분을 소비함으로써 병원체의 성장을 차단한다는 것을 입증했습니다. 다양한 박테리아 종의 게놈을 평가함으로써 그들은 가장 보호적인 군집이 병원성 종과 매우 유사한 단백질 구성을 가진 종으로 구성되어 있음을 발견했습니다. 그들은 또한 보호 종이 병원균과 유사한 탄소원 수요를 가지고 있음을 입증하기 위해 대사 프로파일링을 사용했습니다.

저자 Frances Spragge(옥스퍼드 대학교 생물학 및 생화학부)는 다음과 같이 덧붙였습니다. ‘결정적으로 미생물군집의 다양성이 증가하면 이러한 병원체에 대한 보호 가능성이 높아지지만 공동체와 병원체 사이의 영양분 이용 프로필이 겹치는 것이 핵심입니다. 군집 보호에 중요한 역할을 하는 특정 종은 병원체와 대사 중복 정도가 높기 때문에 유사한 영양 요구량을 나타냅니다.’

연구자들은 이 영양소 차단 원리를 사용하여 다른 병원체, 즉 항균 저항성에 대해 약하고 강력한 보호를 제공하는 박테리아 군집을 예측했습니다. 대장균 부담. 실험적으로 테스트했을 때 가장 높은 영양분을 함유한 공동체는 다음과 겹칩니다. 대장균 균주는 약한 보호를 제공할 것으로 예상되는 공동체보다 병원체의 풍부함을 줄이는 데 최대 100배 더 효과적이었습니다.

연구원들에 따르면, 이러한 새로운 통찰력은 장내 미생물 군집 최적화를 통해 유해한 장내 병원균과 싸우는 새로운 전략으로 개발될 수 있습니다. 또한 개인이 다음과 같은 종에 더 취약해지는 이유를 설명할 수도 있습니다. K. 폐렴 장내 미생물 종의 다양성을 낮출 수 있는 항생제 치료를 받은 후.

저자인 Erik Bakkeren 박사(옥스퍼드 대학교 생물학 및 생화학과)는 다음과 같이 덧붙였습니다. ‘우리 연구는 보다 다양한 미생물군집이 건강상의 이점을 가져올 수 있다는 일반적인 가설을 뒷받침합니다. 이는 건강에 해로운 박테리아 종으로부터 보호하기 위해 미생물군집의 구성을 최적화한다는 목표를 약속합니다.’

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/12/231215015445.htm