Tausta
Suolimikrobit on ratkaiseva rooli ihmisten terveyden ylläpitämisessä. Isännän ruokavalion komponentit vaikuttavat niiden aineenvaihduntaan ja monimuotoisuuteen. Tässä tutkittiin kolmen yleisesti käytetyn ei-kalorisen keinotekoisen makeutusaineen – aspartaamin, asesulfaami K: n ja sukraloosin – vaikutuksia kaikkialla esiintyvän suolimikrobin Escherichia coli K-12 kasvuun ja aineenvaihduntaan. Menetelmät: E. colin kasvu aspartaamin, asesulfaami K: n ja sukraloosin läsnä ollessa väliaineessa arvioitiin ja näiden keinotekoisten makeutusaineiden vaikutukset aineenvaihduntaan tutkittiin suhteellisten ilmentymisanalyysien avulla geeneillä, jotka koodaavat tärkeiden metaboliareittien nopeutta rajoittavia vaiheita sekä niiden globaalit metabolomiprofiilit. Tulokset: Kokonaisuutena aspartaami inhiboi E. colin kasvua ja indusoi asesulfaamikaliumia, kun taas sukraloosin vaikutus kasvuun oli vähemmän merkittävä. Vaikka kaikki kolme makeutusainetta muuttivat huomattavasti tärkeiden metaboliareittejä säätelevien useiden keskeisten entsyymien ilmentymiä, asesulfaami K aiheutti merkittävimmät muutokset tässä suhteessa. Metaboliittiprofiileja sisältävässä monimuuttujaanalyysissä sukraloosilla käsitellyt solut ryhmittyivät lähinnä käsittelemättömiä soluja, kun taas asesulfaamikaliumilla käsitellyt solut olivat kauimpana. Nämä makeutusaineet vaikuttavat moniin metaboliareitteihin E. colissa, jotka sisältävät propanoaatin, fosfonaatin, fosfinaatin ja rasvahappojen metabolian, pentoosifosfaatin reitin ja useiden aminohappojen, mukaan lukien lysiini ja aromaattiset aminohapot, biosynteesin. Samoin kuin geeniekspressiomallissa, asesulfaamikaliumilla käsitellyllä E. colilla oli suurin poikkeama metaboliittiprofiileissa verrattuna käsittelemättömiin soluihin.