ヒト母乳由来の遺伝子が葉酸生合成に及ぼす影響

Effect of gene in human breast milk-derived on its folate biosynthesis.

抄録

はじめに:

葉酸の補給は人体にとって極めて重要であるが、化学的に合成された葉酸には好ましくない副作用がある可能性がある。分子育種法を用いて、プロバイオティクスによる葉酸の生合成に関連する遺伝子を改変し、葉酸生産量を増加させることが、現在研究の焦点となっている。

INTRODUCTION: Folate supplementation is crucial for the human body, and the chemically synthesized folic acid might have undesirable side effects. The use of molecular breeding methods to modify the genes related to the biosynthesis of folate by probiotics to increase folate production is currently a focus of research.

方法:

本研究では、ヒト母乳から葉酸産生株B1-28を分離し、表現型解析、プロバイオティクス評価、代謝、トランスクリプトーム解析により、B1-28と遺伝子欠失株の違いを調べた。

METHODS: In this study, the folate-producing strain of B1-28 was isolated from human breast milk, and the difference between B1-28 and gene deletion strain was investigated by phenotyping, probiotic evaluation, metabolism and transcriptome analysis.

結果:

その結果、葉酸産生量はB1-28株の2-3倍であった。走査型電子顕微鏡で観察したところ、B1-28よりも表面が粗く、酸産生能(=0.0008)と接着性(=0.0096)が有意に向上していた。トランスクリプトーム解析の結果、発現量の異なる遺伝子は主に3つの経路に関与しており、中でもリボソームとアミノアシルtRNAの生合成は重要な代謝経路であった。メタボロミクス解析の結果、5つの代謝経路が影響を受け、89種類の代謝物が関与していた。

RESULTS: The results showed that the folate producted by the was 2-3 folds that of the B1-28. Scanning electron microscope showed that had rougher surface, and the acid-producing capacity ( = 0.0008) and adhesion properties ( = 0.0096) were significantly enhanced than B1-28. Transcriptomic analysis revealed that differentially expressed genes were mainly involved in three pathways, among which the biosynthesis of ribosome and aminoacyl-tRNA occurred in the key metabolic pathways. Metabolomics analysis showed that affected 5 metabolic pathways, involving 89 different metabolites.

考察:

結論として、葉酸生合成経路の主要遺伝子の編集は、母乳由来プロバイオティクスの葉酸生合成を改善する実現可能な経路を提供する。

DISCUSSION: In conclusion, the editing of a key gene of in folate biosynthesis pathway provides a feasible pathway to improve folate biosynthesis in breast milk-derived probiotics.