För det mesta, forskare tänker på de biljoner mikrober som kallar den mänskliga tarmen hem som allierade – trots allt, de har visat sig hjälpa kroppen att syntetisera viktiga vitaminer och andra näringsämnen.

Men en ny studie tyder på att saker ibland kan vara mer motstridiga.

Medförfattare av Emily Balskus, Morris Kahn docent i kemi och kemisk biologi, och Federico Rey, en biträdande professor i bakteriologi vid University of Wisconsin-Madison, studien visar att under vissa förhållanden, tarmmikrober kan konsumera tillräckligt mycket av ett nyckelnäringsämne för att orsaka en brist i sina värdar. Forskningen beskrevs i en artikel i Cellvärd och mikrob .

Kolin är ett nyckelnäringsämne i en rad metaboliska processer, samt produktionen av cellmembran. Forskare identifierade en stam av kolin-metaboliserande E. coli som, när de transplanteras in i tarmen på bakteriefria möss, konsumerat tillräckligt med näringsämnen för att skapa kolinbrist i dem, även när djuren åt en kolinrik kost.

"Vad vi upptäckte ... är att tarmmikrobiomet faktiskt kan beröva en mängd detta kritiska näringsämne, och det har många konsekvenser för värdbiologin, " sa Balskus. "Jag tror att det är därför det här är ett betydande fynd - det vänder vårt normala tänkande om hur tarmmikrober deltar i näring på huvudet. Vi tenderar att tänka på tarmmikrobiomet som spelar en fördelaktig roll i näring, och det är definitivt en roll för det, men detta arbete visar att under vissa förhållanden kan mikrobiomet också konsumera näringsämnen som värden behöver, och det kan vara ett problem."

Bland de effekter som kan uppstå från kolinbrist, Balskus sa, är förändringar i DNA-metylering, en process där aktiviteten hos ett DNA-segment förändras genom att en metylgrupp fästs. Processen är väsentlig för normal utveckling och har kopplats till allt från åldrande till cancerframkallande.

Denna studie visade förändringar i DNA-metylering över flera vävnader, inte bara hos vuxna möss med en kolinkonsumerande tarmmikrobiota, men också hos dessa djurs ungar medan de utvecklades i livmodern.

"Det betyder att moderns näringsstatus också påverkar vad som händer med valparna, ", sade Balskus. "Det ansluter till en lång historia av forskning om de transgenerationella effekterna av undernäring under graviditeten. Det här är bara en djurmodell, men vi ser några av samma saker hända som har observerats i kliniska populationer."

De kolinbristande mössen med kolinkonsumerande tarmmikrober visade också mycket högre frekvens av barnmord, och uppvisade tecken på ångest, med några möss som överskådar sig själva och sina burkamrater, ibland till den grad av skallighet.

Att förstå de potentiella konsekvenserna av kolinbrist är viktigt, Balskus sa, eftersom forskning har visat att många människor kan vara i riskzonen. Medan de flesta människor inte får i sig tillräckligt med näringsämnen i kosten, tester har också visat så många som 65 procent av friska individer bär gener som kodar för enzymet som metaboliserar kolin i deras tarmmikrobiomer.

"Det kan finnas andra faktorer som påverkar i vilken utsträckning denna tarmmikrobiella aktivitet är problematisk, " sa hon. "Men vi tror att ... mikrobmedierade brister i detta näringsämne kan vara en tidigare okänt länk till vissa sjukdomar."

En bättre förståelse för dessa kopplingar – mellan kolinkonsumerande mikrobiomer och undernäring, kolinbrist och potentiell sjukdom – kan leda till förändringar i kostrekommendationer, sa Balskus.

"Att vara medveten om att detta är möjligt kan vara något som ger näringsriktlinjer, " sa Balskus. "När det gäller klinisk praxis, särskilt i samband med undernäring eller undernäring … att veta att kolinmetabolism kan vara ett problem, du kan föreställa dig att försöka hitta ett kostingrepp som skulle flytta mikrobiomet bort från metabolisera kolin om du hittar rätt näringsämnen för att ersätta det."

Den här historien är publicerad med tillstånd av Harvard Gazette, Harvard Universitys officiella tidning. För ytterligare universitetsnyheter, besök Harvard.edu.