母乳に含まれるオリゴ糖の合成技術、革新へと導く研究成果

母乳中に含まれるオリゴ糖の合成技術、革新へと導く研究成果

明治大学農学部の山田千早准教授と東京大学の伏信進矢教授を中心とする研究チームが、母乳中に存在するヒトミルクオリゴ糖の一つであるラクト-N-テトラオース（LNT）の合成に成功しました。この成果は、母乳の栄養素がどのように乳児に影響を与えるかを理解するための重要なステップとなるでしょう。

研究の概要

ヒトミルクオリゴ糖（HMOs）は、母乳に多く含まれ、特に乳児の腸内環境を形成するのに寄与しています。ラクト-N-テトラオースは、このHMOsの中でも特に重要な成分ですが、これまで効率的に合成する方法が模索されてきました。本研究では、ビフィズス菌から得られた二つの酵素を利用し、LNTを新たな二酵素ワンポット反応で合成しました。

まず、GNB/LNBホスホリラーゼを用いて糖供与体を生成し、次に改変したラクト-N-ビオシダーゼLnbXのセリン変異体でラクトースへと糖鎖を転移させることでLNTを合成する方法を確立しました。この新しい手法は、二つの酵素を互いに干渉しにくい形で利用することによって、効率的な反応を実現しています。

研究の成果

反応条件の最適化を経て、LNTを49.1%の収率で得ることに成功しました。これは、これまでの合成方法と比較しても非常に高い効率を示しています。生成されたLNTは、さまざまな分析手法によってその構造が確認されています。これにより、今後の研究や実用利用に向けた基盤技術としての可能性が広がります。

意義と期待される応用

この研究は、母乳から得られるオリゴ糖の定量的かつ安定的な合成技術を確立するもので、乳児に最適な栄養を提供するための新しい科学的根拠を提供します。また、腸内環境やビフィズス菌の研究、さらにはプレバイオティクス素材の開発など、関連研究への応用が期待されます。

ヒトミルクオリゴ糖は、母乳に特有な糖鎖であり、他の哺乳動物に比べて豊富に含まれています。そのため、ヒト乳児の腸内フローラ形成や健康維持において重要な役割を果たしています。本研究は、HMOsの理解を深めるための新たな道を開くものであり、将来の医療や栄養学への貢献が期待されています。