東樹宏和 生態学研究センター准教授、松本光晴 協同乳業株式会社主幹研究員、栗原新 石川県立大学准教授、辨野義己 理化学研究所特別招聘研究員らの研究グループは、腸内ポリアミンが複数の腸内細菌の代謝経路を経由して生合成され、その生合成経路はビフィズス菌等が産生する酸により作動するという一連のメカニズムを明らかにしました。
本研究は、2018年6月28日に米国の学術誌「Science Advances」のオンライン版に掲載されました。
研究者からのコメント
この研究プロジェクトには、人と人の不思議なネットワークを通じて出会いました。それまであつかったことのない研究対象に挑むことになり、大変だった一方、その挑戦を通じて好奇心が強く刺激されました。私たちの腸のなかでは、細菌どうしが共存したり、排除し合ったりして、複雑な生態系を形成しています。そうした微生物生態系が私たちの健康にどのような影響をおよぼしているのか、今後さらに理解が深まっていくことでしょう。
概要
腸内細菌の活動により生成される物質（代謝産物）は、ヒトの健康に大きな影響を与えています。腸内細菌は難培養性細菌も含め1,000種以上が確認され、腸管内ではこれらが複雑に相互作用していると考えられます。しかし、その複雑さ故に、特定の代謝産物の生合成・放出メカニズムを解明する研究はほとんど行われていません。
本研究グループは、ビフィズス菌等の酸生成細菌が産生する酸をトリガーとし、複数の腸内細菌の独立した代謝経路（生き残り戦略）、すなわち、耐酸性機構（酸から身を守るしくみ）とエネルギー産生機構が組み合わさった、プトレッシン放出経路『ハイブリッド・ポリアミン生合成機構』を遺伝子レベルの解析により明らかにしました。
本研究成果は、ビフィズス菌等が作る酸の機能として古くからいわれてきた「有害菌の抑制」や「蠕動運動の活性化」とは異なる新規機能の発見を意味するものです。また、このハイブリッド・ポリアミン生合成機構は、遺伝子および分子レベルで実証されており、不確定因子が無いことから、ヒト応用研究において、腸内ポリアミン濃度コントロール技術が確立され、保健効果が得られる蓋然性が高いと考えられます。
図：ハイブリッド・ポリアミン生合成経路の概念図
詳しい研究内容について
書誌情報
【DOI】
https://doi.org/10.1126/sciadv.aat0062
【KURENAIアクセスURL】
http://hdl.handle.net/2433/232610
Yusuke Kitada, Koji Muramatsu, Hirokazu Toju, Ryoko Kibe, Yoshimi Benno, Shin Kurihara, Mitsuharu Matsumoto (2018). Bioactive polyamine production by a novel hybrid system comprising multiple indigenous gut bacterial strategies. Science Advances, 4(6), eaat0062.
