Новый грибок помогает уничтожать опасный пищевой токсин

Патулин (C₇H₆O₄) — микотоксин, вырабатываемый несколькими видами грибов. Он токсичен для различных форм жизни, включая людей, млекопитающих, растений и микроорганизмов. Среда с недостаточными гигиеническими мерами при производстве продуктов питания подвержена загрязнению патулином, так как многие из этих грибов растут на повреждённых или гниющих фруктах, особенно яблоках, и могут загрязнять продукты из них: яблочное пюре, сок, джемы и сидр.

Патулин ответственен за широкий спектр проблем со здоровьем: тошноту, отёк лёгких, язвы, кишечные кровотечения, а также более серьёзные последствия, такие как повреждение ДНК, иммуносупрессия и повышенный риск рака. Поэтому многие страны ввели ограничения на допустимый уровень патулина в продуктах, особенно в детском питании.

Лечение токсичности патулина включает кислородную терапию, иммунотерапию, детоксикацию и нутритивную поддержку. Однако, поскольку профилактика часто лучше лечения, учёные ищут эффективные способы снижения токсичности патулина в продуктах.

Исследовательская группа под руководством доцента Тошики Фуруя из Токийского университета науки (TUS) провела скрининг почвенных микроорганизмов, которые могут помочь контролировать токсичность патулина. Их исследование, опубликованное в MicrobiologyOpen, также подготовили Мэгуми Мита, Рина Сато и Михо Какинума из TUS.

Команда культивировала микроорганизмы из 510 образцов почвы в среде, богатой патулином, в поисках тех, кто будет в нём процветать. Затем, во втором скрининговом эксперименте, они использовали высокоэффективную жидкостную хроматографию (HPLC), чтобы определить наиболее эффективные штаммы, разлагающие патулин на менее вредные вещества. Так был идентифицирован нитчатый грибной штамм (плесень) Acremonium sp. или «TUS-MM1».

Эксперименты показали, что клетки TUS-MM1 превращают поглощённый патулин в дезоксипатулиновую кислоту — соединение, значительно менее токсичное, — путём добавления к нему атомов водорода. «Когда мы начали это исследование, был известен только один другой нитчатый грибной штамм, способный разлагать патулин, — комментирует доктор Фуруя. — Однако до настоящего исследования продукты деградации никогда не идентифицировались. В этом отношении TUS-MM1 — первый нитчатый гриб, показавший способность превращать патулин в дезоксипатулиновую кислоту».

Кроме того, команда обнаружила, что некоторые соединения, секретируемые клетками TUS-MM1, также могут трансформировать патулин в другие молекулы. Смешивая патулин с внеклеточными секретами клеток TUS-MM1 и используя HPLC, они наблюдали различные продукты разложения.

Эксперименты на клетках бактерии E. coli показали, что эти продукты значительно менее токсичны, чем сам патулин. Химический анализ показал, что основным агентом, ответственным за трансформацию патулина вне клеток, было термостабильное, но высокореактивное соединение с низкой молекулярной массой.

«Выяснение путей, с помощью которых микроорганизмы могут разлагать патулин, полезно не только для понимания природных механизмов, но и для применения этих организмов в биоконтроле», — говорит доктор Фуруя.