Искусственное производство олигосахаридов грудного молока (HMO) часто бывает дорого, но новые исследования показывают, что олигосахариды грудного молока (HMO) могут быть извлечены из растений по низкой стоимости, включая те, которые трудно производить другими методами.
Грудное молоко содержит особый набор из около 200 видов пробиотических сахаров, называемых олигосахаридами грудного молока (HMO). Эти сахара очень важны для развития детей, особенно для развития их микробиома. Тем не менее, детской формулы часто не хватает этих ингредиентов.
Новое исследование в журнале Nature Foods успешно извлекло HMO из растений. Если метод этого исследования используется для коммерческого использования, можно предоставить младенцам HMO, необходимые для более здорового молока.
Исследователь Патрик Ши рассказал Good Guide, что в дополнение к использованию HMO в детской формуле, есть также новые рынки для использования HMO у взрослых. Например, их потенциал для лечения синдрома раздраженного кишечника, улучшения функции кишечника и снижения желудочно -кишечного воспаления в настоящее время изучается.
Почему важно производить HMO?
Исследования показывают, что 75% детей по всему миру в первых шести месяцах родов в мире питья. Тем не менее, большинство детских формул либо не содержат HMO, либо содержат только один или два HMO.
Сахарные термины
Моносахариды. Моносахариды являются самой простой формой сахара и не могут быть гидролизованы (разлагаются) в более мелкие субъединицы.
Олигосахариды — олигосахариды (включая HMO) представляют собой короткие цепи моносахаридов. Они обычно содержат от 3 до 9 моносахаридов, которые связаны с преимуществами пребиотиков.
Полисахариды. Полисахариды представляют собой сложные углеводы, состоящие из длинноцепочечных моносахаридов (обычно не менее десяти).
HMO чрезвычайно важен для развития младенцев, создания кишечной микробиоты, поддержки роста и предотвращения заболеваний.
Тем не менее, их трудно воспроизвести в коммерческой детской формуле. Например, в настоящее время может быть произведена E. coli, но стоимость изоляции полезных молекул от токсичных побочных продуктов высока, а количество производимого HMO, производимого таким образом, ограничено. Некоторые компании, такие как DSM-Firmenich, также производят некоторый HMO в качестве сырья.
Тем не менее, текущее исследование может производить HMO не только бактерии, но и растения. Исследователи считают, что HMO, производимый с использованием этого метода, намного дешевле, чем HMO, производимый с использованием микробных платформ. Это в основном потому, что последний производит низкую доходность.
Кроме того, растения могут производить ряд ОМО, которые в настоящее время недоступны для разработки через микробные платформы. Следовательно, растения могут позволить исследователям получить ранее недоступный HMO.
Как исследователи развивают HMO?
Ши считает, что растения являются идеальным источником сахара, потому что они уже используют углекислый газ и солнечный свет. Исследователи просто должны преобразовать свою способность создавать сахара в свою способность создавать ОМО в процессе молекулярного сельского хозяйства.
Все сахара состоят из моносахаридов или моносахаридов. Ключом к созданию HMO является установление правильной связи между различными моносахаридами.
Лактоферрин
Лактоферрин является еще одним ингредиентом, часто встречающимся в грудном молоке, с содержанием до 1,4 мг/мл. Это не только помогает детям поглощать железо, но и действует как антибактериальные и противовирусные эффекты.
Чтобы направить растения для установления правильной связи, первый автор исследования Коллин Барнум разработал гены фермента, ответственных за установление связи с HMOS. Затем он ввел эти гены в табачные растения (тесно связанные с табаком).
Эти трансгенные растения были способны создавать 11 известных HMO и других сахаров с одинаковыми сложными моделями соединения.
Впоследствии Barnum создал стабильный штамм завода N. Benthamiana и оптимизировал его для получения HMO, называемого LNFP1.
Что такое LNFP1?
LNFP1 является пятимоносахаридным HMO. На сегодняшний день производство LNFP1 было затруднено, особенно с микробным производством, что означает, что его трудно изучить последствия для здоровья. Но это исследование помогает управлять процессом.
«LNFPI — это сложный олигосахарид и, следовательно, имеет проблемы в биосинтезе», — сказал нам Ши. «Врожденный метаболизм сахара растений способствует производству LNFPI».
Способность исследователей специфически производить LNFP1 является перспективной, потому что она показывает потенциал для производства конкретного ОМО.
- Источник: Природа пищевые растения обеспечивают фотосинтезовую платформу для производства разнообразных олигосахаридов молока человека
- Дата публикации: 13 июня 2024 г.
- Doi: https://doi.org/10.1038/S43016-024-00996-x
- Автор: CR Barnum, B. Paviani, G. Couture, C. Masarweh, Y. Chen, Y. Huang, K. Markel, Da Mills, CB Lebilla, D. Barile, M. Yang & Pm Shih
