腸内細菌が好むもの(What gut bacteria like)

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2025-08-27 マックス・プランク研究所

マックス・プランク地球微生物学研究所などの国際チームは、腸内細菌がどのように環境シグナルを感知し生存戦略に利用するのかを解明した。研究はクロストリジア属の非病原性運動性細菌を対象に、化学物質に対する感知機構を解析。炭水化物や脂質、アミン、DNA分解産物など多様な代謝物に応答することを示し、特に乳酸や蟻酸が主要なシグナルかつ栄養源であることを発見した。また、乳酸、二カルボン酸、ウラシル、短鎖脂肪酸に特異的に反応する新規センサー群を同定し、ウラシルと酢酸の両方に応答する二重センサーの結晶構造も解明。これは病原菌中心だった従来研究を超え、健康な腸内細菌の感覚機能を体系的に示す初の成果であり、今後の腸内生態系研究や応用に道を拓くと期待される。

腸内細菌が好むもの(What gut bacteria like)
Electron microscopic image of rod-shaped gut bacteria. © Bacteria in the gut. NIH Image Gallery/Donny Bliss, NIH

<関連情報>

ヒト腸内微生物叢における化学感覚受容体の特異性 Specificities of chemosensory receptors in the human gut microbiota

Wenhao Xu, Ekaterina Jalomo-Khayrova, Vadim M. Gumerov, +5 , and Victor Sourjik
Proceedings of the National Academy of Sciences  Published:August 26, 2025
DOI:https://doi.org/10.1073/pnas.2508950122

Significance

Environmental sensing is highly important for bacterial growth and survival in diverse habitats, but the sensory repertoire of bacterial receptors remains largely uncharacterized. While most previous studies have focused on individual model organisms, here we took a habitat-centric approach, systematically identifying chemically diverse ligands of selected Cache-type domains from a set of nonmodel bacteria inhabiting a particular ecological niche, the human gut. Our analyses provided important insights into the sensory and metabolic preferences of motile commensal bacteria in the human gut microbiota, indicating the prevalence of cross-feeding mediated by short-chain carboxylic acids. Furthermore, we biochemically and structurally characterized several specificities of Cache domains and demonstrated a surprisingly high evolvability of these sensors toward metabolites relevant to the gut microbiota.

医療・健康
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