18:01 
Используя рибосомную инженерию (RE), исследователи из Университета Синсю представили мутации, влияющие на механизм синтеза белка пробиотика Lacticaseibacillus rhamnosus GG (LGG). Эти мутантные LGG демонстрируют измененную экспрессию поверхностных белков, включая повышенную презентацию так называемых «подрабатывающих белков». Эти мутанты сильнее прикрепляются к клеткам кишечника и вызывают повышенную активацию иммунных клеток, что делает их «суперпробиотиками». Это исследование демонстрирует полезность RE — недорогого, безопасного и быстрого метода — для улучшения пробиотических молочнокислых бактерий.
Поддержание здоровой микробиоты кишечника является важной частью хорошего общего состояния здоровья. Молочнокислые бактерии (МКБ) представляют собой хорошо известный класс микроорганизмов, которые могут ингибировать патогенные бактерии в кишечнике и поддерживать здоровье кишечника. Действительно, кисломолочные продукты являются частью здорового питания во многих культурах по всему миру. Современные пробиотические продукты и добавки направлены на максимизацию пользы для здоровья от молочнокислых бактерий без изменения традиционных ферментированных продуктов. Модификация молочнокислых бактерий для улучшения их полезных функций представляет собой следующий этап в разработке пробиотиков.
Профессор Такеши Симосато из Института регенерации воды Университета Синсю, Япония, возглавил исследовательский проект по улучшению пробиотических характеристик штамма молочнокислых бактерий Lacticaseibacillus rhamnosus GG (LGG). К нему присоединились Масами Цукагоси, Джамиянпурев Соёлмаа, Сюнсаку Номото, Казума Иноуэ, Масахиро Йода, доценты Айто Мураками, Фу Намай и профессор Такаси Сато из Университета Синсю. Томоюки Хиби и доцент Хидеки Киношита из Университета Токай, Япония, также внесли свой вклад в исследование. Команда использовала рибосомную инженерию (RE), метод, который вызывает спонтанные мутации в механизме синтеза клеточного белка. Их результаты были доступны в Интернете 27 октября 2025 года и опубликованы в 13-м томе журнала Microbiology Spectrum 2 декабря 2025 года.
"Существует растущий коммерческий и медицинский спрос на пробиотики, которые не просто «балансируют кишечник» — нам нужны штаммы, которые активно улучшают показатели здоровья. Однако классические методы селекции медленны, а генную инженерию часто запрещают употреблять в пищу. использовать", - говорит профессор Симосато. Описывая использование RE командой, он добавляет: «Мы были вдохновлены успехом RE в фармацевтической области. Мы предположили, что эта технология, которая «пробуждает» скрытые возможности бактерий путем изменения их рибосом, может быть перепрофилирована для увеличения количества молочнокислых бактерий.»
Проф. Команда Симосато ранее обнаружила, что штаммы LGG со специфическими мутациями в рибосомальном белке S12 производят большее количество так называемых «подрабатывающих белков» — внутриклеточных белков, которые имеют дополнительные функции, когда они появляются на поверхности бактериальных клеток. «Мутант K56N продемонстрировал повышенную экспрессию белка глицеральдегид-3-фосфатдегидрогеназы (GAPDH) на своей поверхности и продемонстрировал усиленную адгезию к муцину толстой кишки человека посредством связывания, опосредованного GAPDH», - сказал профессор Шимосато, добавив: «Настоящее исследование расширяет это исследование, изучая, как мутация K56N влияет на состав внеклеточных везикул (EV) и иммунитет хозяина. модуляция."
В текущем исследовании команда обнаружила, что мутанты K56N имеют 23 различных поверхностных белка, тогда как LGG дикого типа (WT) имеет только пять. Важно отметить, что мутанты K56N имели значительно большее количество поверхностной GAPDH, чем WT. При культивировании с иммортализованными клетками кишечника человека HT-29 к клеткам HT-29 прикреплялось в два раза больше мутантных бактерий K56N, чем к клеткам WT. При терапевтическом использовании клетки K56N будут лучше оставаться в кишечнике и вытеснять патогенные бактерии с поверхности кишечника.
Затем команда сравнила иммуностимулирующие эффекты K56N и поверхностных белков WT. При добавлении к культурам макрофагов мышей RAW 264.7 EV K56N индуцировали гораздо более высокую секрецию фактора некроза опухоли ? (TNF-?), чем EV WT. TNF-? является ключевым химическим мессенджером, который стимулирует иммунные реакции. Четыре поверхностных белка мутантов K56N увеличивали секрецию TNF-?, тогда как только один белок дикого типа — GAPDH — делал то же самое. Потенциально мутанты K56N могут усиливать иммунные реакции в кишечнике и быстрее выводить патогены.
Эти результаты показывают, что мутанты K56N являются возможными «суперпробиотиками», поскольку они могут более эффективно колонизировать кишечник и оказывать более сильное иммуностимулирующее действие, чем LGG дикого типа. Эти факторы могут помочь людям, чей кишечный метаболизм может слишком быстро вывести WT LGG. Мутанты K56N могут быть использованы для создания более эффективных пробиотических продуктов, добавок, повышающих иммунитет, и кормовых добавок, повышающих иммунитет, для животноводства и аквакультуры. Даже ЭВ K56N обладали иммуностимулирующим действием, а это означает, что их можно использовать в качестве неживых адъювантов вакцин.
