腸内細菌が生存回復する「ベットヘッジ戦略」を解明(Study Reveals “Bet-Hedging” Strategy That Helps Gut Bacteria Survive and Recover)

ad

2026-05-19 マウントサイナイ医療システム(MSHS)

米マウントサイナイ医科大学の研究チームは、腸内細菌が環境変化や抗生物質ストレスを生き延びるため、「ベットヘッジ戦略(bet-hedging)」を利用していることを明らかにした。研究では、同一の細菌集団内でも一部の細胞が異なる代謝状態や成長速度を取ることで、急激な環境悪化に対する生存率を高めていることが確認された。通常時には増殖効率の高い細胞が優勢だが、抗生物質曝露や栄養変動などのストレス環境では、低活動状態にある細胞群が生き残り、環境回復後に再増殖を担うという。この「リスク分散型」戦略により、腸内細菌叢は高い回復力と安定性を維持している可能性が示された。研究チームは、この知見が抗生物質耐性や腸内環境異常の理解を深めるだけでなく、腸内細菌を利用した新しい治療法やプロバイオティクス設計にも応用できると期待している。

<関連情報>

腸内細菌叢におけるエピジェネティックな相変異は細菌の適応を促進する Epigenetic phase variation in the gut microbiome enhances bacterial adaptation

Mi Ni, Katerina Junker, Yujie Liu, Yu Fan, Yangmei Li, Wanjin Qiao, Xue-Song Zhang, Magdalena Ksiezarek, Edward A. Mead, Alan Tourancheau, Wenyan Jiang, Martin J. Blaser, Raphael H. Valdivia, Lauren E. Davey, Gang Fang
Ce Host & Microbe  Available online: 19 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.chom.2026.04.019

Graphical abstract

腸内細菌が生存回復する「ベットヘッジ戦略」を解明(Study Reveals “Bet-Hedging” Strategy That Helps Gut Bacteria Survive and Recover)

Highlights

  • Epigenetic phase variations (ePVs) are prevalent in the human gut microbiome
  • Long- and short-read metagenomic data reveal ePVs associated with antibiotics and FMT
  • An ePV in an A. muciniphila strain regulates mucC, enhancing tolerance to amoxicillin
  • ePV creates intra-strain heterogeneity, enhancing bacterial adaptation via bet-hedging

Summary

The human microbiome continuously adapts to variations in diet and host physiology. Epigenetic phase variation (ePV) mediated by bacterial DNA methylation can generate phenotypic heterogeneity within clonal populations. ePVs have been characterized in human pathogens, but their roles in commensals remain unclear. Here, we cataloged ePVs in infant and adult gut microbiomes, revealing genome-wide and site-specific ePV in response to antibiotics and fecal microbiota transplantation. Long-read metagenomics revealed genome-wide ePV mediated by structural variations of DNA methyltransferases. Analysis of public short-read metagenomic datasets further revealed a high prevalence of genome-wide ePVs in the human microbiome. Site-specific ePVs were identified and associated with antibiotics or probiotic engraftment. Focusing on an Akkermansia muciniphila isolate, we find a specific ePV regulating mucC, a gene of unknown function but whose heterologous expression enhances bacterial tolerance to antibiotics via a bet-hedging strategy. Thus, epigenetic modifications are used by gut bacteria to adapt to fluctuating environments.

生物化学工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました