Bioactive glycans in a microbiome-directed food for children with malnutrition

영양실조 어린이를 위한 마이크로바이옴 지향 식품에서의 생물활성 다당류

Fig. 1: Identification of WLZ-associated MAGs.

Abstract

최근의 증거에 따르면, 출생 후 장내 미생물군의 발달 장애가 어린이의 영양실조에 기여할 수 있다는 것이 밝혀지고 있다. 본 연구에서는 *마이크로바이옴 지향 보완식품(MDCF-2)을 사용한 andomized, controlled trial을 통해 biospecimen을 분석하였다. 이 연구는 12-18개월 된 방글라데시 어린이들의 중증 급성 영양실조(moderate acute malnutrition, MAM)에 대해 MDCF-2가 전통적인 고열량 보조 식품에 비해 체중 증가율이 더 높았음을 보여준다. 연구자들은 시험 참가자들의 배변 미생물군에서 1,000개의 **박테리아 게놈(Metagenome-Assembled Genomes, MAGs)을 재구성하고, ***체중-신장 Z 점수(Weight-for-Length Z score, WLZ) 증가와 긍정적으로 관련된 75개의 MAGs를 식별했다. 또한, 치료 유형 및 WLZ 반응에 따른 MAGs의 유전자 발현 변화를 특성화하고, MDCF-2와 배변에서의 탄수화물 구조를 정량화했다. 결과는 WLZ와 긍정적으로 관련된 두 Prevotella copri MAGs가 MDCF-2 구성 다당류를 이용하는 대사 경로 발현에 주요 기여자임을 보여준다. **** 다당류 이용 loci에 의해 발현되는 탄수화물 활성 효소의 예측된 특이성은 (1) MDCF-2에서 대표적으로 정제된 다양한 글리칸을 포함하는 정의된 배지에서, 다양한 정도의 다당류 이용 loci 및 이러한 MAG를 통한 genome 보존을 보유하는 방글라데시 P. copri 균주의 시험관 내 성장, 그리고 (2) 실험 참가자의 분변 탄수화물 구조들의 수준과 상관관계가 있다. 이러한 연관성은 급성 영양실조 어린이들에게 MDCFs를 사용할 때 생물활성 다당류 구조를 식별하는 것이 도움이 될 것임을 시사하며, 추가적인 조성물 개발에 기여할 수 있을 것이다.

* 마이크로바이옴 지향 보완 식품(Microbiome-Directed Complementary Food, MDCF): 특정 마이크로바이옴을 목표로 하여 설계된 보완 식품. 본문에서는 영양실조 어린이들의 장내 미생물군 개선을 위해 지역에서 구할 수 있는 식재료로 만든 MDCF-2를 사용함.
** 메타지놈 조립 genome (Metagenome-Assembled Genomes, MAGs): 배변 등 환경 샘플에서 얻은 DNA 시퀀스를 분석하여 재구성된, 특정한 미생물의 유전체.
*** 체중-신장 Z 점수 (Weight-for-Length Z score, WLZ): 아동의 체중과 신장을 표준화된 차트에 따라 비교하여 평가하는 척도로 정상 범위에서 얼마나 벗어났는지를 나타냄.
**** 다당류 이용 loci (Polysaccharide-Utilization Loci): 미생물이 다당류(복잡한 탄수화물)를 분해하고 이용하기 위해 소유한 유전자의 집합.

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