健康とヘルシーな食生活の世界では、流行が生まれたり消えたりしますが、一部のものはトレンドを超えて存在し続けます。例えば、プロバイオティクスを考えてみましょう。
プロバイオティクスは、私たちの体に無数の恩恵をもたらす生きた細菌と酵母です。私たちの多くは、1980年代から90年代にかけて有名人が推奨したヨーグルトのCMで初めてプロバイオティクスを知りました。それらのCMでは、プロバイオティクスが「お通じを良くする」と大々的に宣伝されていました。
近年では、発酵茶飲料であるコンブチャがアメリカ人の間で非常に人気のある飲み物となり、また、善玉菌が豊富なヨーグルト飲料ケフィアも同様です。もちろん、プロバイオティクスはカプセルや小袋の形で摂取することもできます。
プロバイオティクスが定着していることは明らかですが、一体どこから来たのでしょうか？実は、プロバイオティクスは文明そのものと同じくらい古いものです。私たちが知っているプロバイオティクスの歴史と、それに対する理解が今日までどのように進化し続けてきたかを探ってみましょう。
発酵の歴史
プロバイオティクスの歴史は、人類の歴史と密接に結びついています。そして、現代のようにプロバイオティクスを常に理解していたわけではありませんが、発酵のおかげで、私たちは何世紀にもわたってプロバイオティクスを摂取してきました。
発酵は、微生物の酵素が食品や飲料中の糖を分解する化学プロセスです。この酵素プロセスは、エタノール、乳酸、二酸化炭素などの新しい化合物を生成し、食品に異なる風味と食感を与えます。
例えば、パン生地の酵母は発酵を利用して小麦粉のグルコースからエネルギーを得て、CO2を副産物として生成し、焼成時に生地が膨らむ原因となる泡を作り出します。この組成の変化はチーズでも起こり、乳酸が独特の魅力的な風味と香りを生み出します。
古代のプロバイオティクス
人々は1万年以上前から、保存性を高め、風味、香り、食感を改善するために食品や飲料を発酵させてきました。ほぼすべての文明が独自の製法を持っており、考古学者は紀元前7000年頃の新石器時代の中国における発酵の記録を発見しており、そこでは発酵米から作られた飲み物が特に一般的でした。聖書の創世記（18:1-8）には、アブラハムが「子牛、パン、サワーミルク」を供物として捧げたとあり、発酵乳製品の乳酸によって生じる酸味を示唆しています。また、預言者ムハンマドはコーカサス山岳民に、乳酸が豊富な発酵飲料であるケフィアを与えたと言われています。
発酵は、最初に食料を耕作した人々の一員であるシュメール人によっても行われました。紀元前1800年頃の古代の楔形文字の文献には、醸造所に穀物が運ばれた記録や、ビールの醸造を称える讃歌さえも残されています。また、シュメール人が牛乳を発酵させていたことも記録されており、ある農夫の記録には、前年に彼の牛から牛乳、バター、チーズが素晴らしい収穫をもたらしたと記されています。
古代エジプト人も食品を発酵させていたことで知られており、特にサワードウパンの焼成を通して行われていました。パンはすべてのエジプト人の食生活の主食であり、穀物を収穫し、加工してパン用の小麦粉を挽く過程を描いた、多くの墓や寺院の記録がそのことを示しています。この小麦粉は、生地と空気中の酵母から自然に作られるスターター培養液に使用されました。この培養液は、パンが焼かれる前に生地を膨らませるのに役立ち、その結果、空気を含んだもちもちとした食感と豊かな風味を持つパンができました。
おそらく最も印象的なのは、紀元前1615年に中国のタクラマカン砂漠のミイラから世界最古のチーズが発見されたことです。
それでも、発酵の背後にある驚異は、20世紀になるまで真に解明されることはありませんでした。
プロバイオティクスの発見
プロバイオティクスが初めて科学的に文書化されたのは1907年で、ロシアの科学者でノーベル賞受賞者のエリー・メチニコフがブルガリアのコーカサス山脈の住民を調査したときでした。彼は、この地域に長寿者（100歳以上の人）が多いことに魅了され、この地域の村人たちが定期的にある種の発酵ヨーグルトを飲んでいることを観察しました。
発酵に不可欠な微生物を特定したルイ・パスツールの同時代人として、メチニコフはこのような微生物が人間の健康に与える影響に興味を持っていました。その結果、彼はこれらの村人たちが飲んでいたヨーグルトに含まれる微生物をすぐに研究しました。
顕微鏡で微生物を研究した後、彼はこのヨーグルトにブルガリアの医師スタメン・グリゴロフによって最近発見された種類の細菌、Lactobacillus bulgaricusが含まれていることを発見しました。今日私たちが知っているように、ヨーグルトのための牛乳の培養は通常、Lactobacillus bulgaricusやStreptococcus thermophilusのような乳酸菌を加えることによって行われます。
この関連性が確立されたとき、メチニコフの研究は、Lactobacilliが病気や老化の一因となる消化管への悪影響を打ち消す可能性があることを示唆しました。メチニコフはLactobacilliを「プロバイオティクス」と呼びました。これはラテン語の「pro」（「～のために」を意味する）とギリシャ語の「bios」または「biotic」（「生命」を意味する）に由来しています。
今日、プロバイオティクスはさまざまな細菌や酵母の属に見られることがわかっていますが、メチニコフの発見はプロバイオティクスに関する私たちの知識の基礎となりました。例えば、現代の研究では、気分の改善、消化器系の問題の緩和、健康な免疫のサポートなど、プロバイオティクスによる恩恵が示されています。
この発見がなければ、プロバイオティクスに対する私たちの理解は、この1世紀でこれほどまでに進化することはなかったでしょう。メチニコフの遺産の結果として、今日、プロバイオティクスに対する私たちの理解がどのようなものになっているかを見ていきましょう。
現代のプロバイオティクス
プロバイオティクスはかつてないほど私たちの社会に普及しており、コンブチャ、ヨーグルト、キムチなどの発酵食品がますます人気を集めていることからも明らかです。しかし、現代のプロバイオティクスは、おいしい食べ物だけにとどまらず、はるかに多くのことと関係しています。プロバイオティクスの研究は、ここ数十年における全ゲノムシーケンスの容易な利用可能性によって進歩しました。
プロバイオティクスと遺伝子シーケンス
遺伝子シーケンスは、DNA分子を構成する4つの化学的な「構成要素」である塩基の順序を決定するプロセスです。これらの塩基にはアデニン、グアニン、シトシン、チミンが含まれ、特定のDNAセグメントに含まれる遺伝情報の種類を科学者に伝えます。これはプロバイオティクスの場合に非常に価値があり、世界中の異なる株だけでなく、私たち自身の体内にある株も特定するのに役立っています。
しかし、その前に、遺伝子シーケンスの発見の簡単なタイムラインを紹介します。
過去10年間は、プロバイオティクス研究に目覚ましい変化をもたらしました。その多くは、ヒトゲノムプロジェクトのようなブレークスルーのおかげで、新しい全ゲノムシーケンシング法へのアクセスが拡大したことによるものです。さまざまな条件下で一人あたり1,000種以上の細菌のゲノム配列が解読されたことで、異なる人間の健康状態に関連する細菌の種類についての私たちの理解は大幅に拡大しました。
ゲノムシーケンスの当初の取り組みは、主に病気に関連する望ましくない細菌に焦点を当てていました。現在、この関心の一部は、食品関連細菌や腸内常在菌、特にプロバイオティクス細菌のゲノムシーケンスに移っており、これは2009年にプロバイオゲノミクスと名付けられた分野です。
完全なゲノムシーケンスデータがあれば、専門家はより多くの疑問に答え、より多くの問題を解決し、健康と医療においてさらに多くの進歩を遂げることができます。発酵食品や腸から分離された新しい株のゲノムシーケンスにより、科学者はわずか1日か2日でそれについて多くの疑問に答えることができます。
- 危険であるかどうか – ヒスタミンを生成する遺伝子や抗生物質耐性遺伝子を持っている場合
- 有用であるかどうか – 例えば、乳糖を乳酸に発酵させる遺伝子を持っている場合
- その遺伝的親族は誰か
- ゲノムシーケンスされた人々の腸内で見つかっているか
PS128：ゲノムシーケンスからわかること
2007年に発酵漬け菜から新しい細菌株が分離された際、ゲノムシーケンスによって、それがLactobacillus plantarumという種に属することが示されました。この新しい株、L. plantarum PS128は、既知のヒスタミン産生遺伝子や一般的な抗生物質に対する耐性遺伝子を持たなかったため、ヒトの潜在的なプロバイオティクスとして迅速に分類されました。なぜそれがわかるのでしょうか？ゲノムシーケンスのおかげです。
最近、Lactobacillus plantarum PS128はLactiplantibacillus plantarum PS128に改名されました。なぜでしょうか？これもまた、ゲノムシーケンスのおかげです。
以前はLactobacillus属が多数の乳酸産生菌種を包括していましたが、ゲノムシーケンスによって、これらの260種以上の多くが、進化論的に見て、互いにかなり遠縁であることが明らかになりました。
発酵によって乳酸に変換される乳糖は乳製品に多く含まれ、酸や胆汁酸への耐性のおかげで、乳酸菌は特に商業用途に有益です。乳酸菌は、乳酸の他にバクテリオシンや過酸化水素などの抗菌性化合物を生成するため、病原体と戦う機能的な役割も果たします。
2020年に、細菌名の公式記録ジャーナルによって再分類の提案が承認され、ゲノムシーケンスが遺伝子内容の明確な違いを明らかにするのに役立った後、Lactobacillusは25の新しい属に再分類されました。この新しい分類には、「Lactobacillus」という古い名前を保持する1つの属と、新しく命名されたLactiplantibacillus、およびその他23の新しい属が含まれていました。
プロバイオティクスの未来
遺伝子シーケンスのような画期的な進歩と、現代技術で驚くべき速さでそれが実行できるようになったおかげで、マイクロバイオームとプロバイオティクスに対する私たちの理解は大幅に拡大し、人間の健康に関する知識は飛躍的に進歩しました。
例えば、糞便マイクロバイオームシーケンスのおかげで、専門家は個々のマイクロバイオームのプロファイルを決定することができ、これは特定の健康上のニーズについてもっと理解したいと考えている人々にとって非常に役立つ可能性があります。この種のシーケンスは現在、いくつかの企業によって自宅でできる糞便マイクロバイオームキットとして提供されており、誰でもオンラインで購入できます。
企業は、これらのキットを使用することで、マイクロバイオームのプロファイルに基づいて自分の健康ニーズについて詳しく知り、どのプロバイオティクスが最良の利益をもたらすかを判断できる可能性があると示唆しています。しかし、このような「消費者直販」キットはFDAの規制を受けておらず、その分析性能は一般的に不足しています。これらのキットの多くはかなり高価であり、少なくとも一部の結果の正確性と妥当性、および人間の健康への適用性についてはまだ議論の余地があります。
これまでのイノベーションと現在進行中のイノベーションは、プロバイオティクスの研究と応用において、豊かな新しい可能性をもたらしています。例えば、メタゲノミクスのような新しい方法は、分析されたサンプルについてさらに多くの情報を提供します。天然源から抽出されたゲノムDNAの混合物をシーケンスすることで、そのサンプル内の微生物のコミュニティを特定することができます。従来のメソッドを使用して個々の微生物を分離および培養する代わりに、このはるかに合理化されたアプローチにより、研究者は多くの微生物を一度に特定できます。特に、独自の増殖条件を持つ微生物を特定できます。メタゲノム技術により、ヒトのマイクロバイオータの約70％が特定されていますが、その多くは実験室で培養することが困難でした。
メタゲノムアプローチは、遺伝子、それらがコードするタンパク質、および遺伝子ファミリー全体を発見する可能性を秘めており、これは医学およびバイオテクノロジーにおいて極めて重要となる可能性があります。新しいデータ収集方法も、この分野を前進させるのに役立っています。このようなシステムは、プロバイオティクスと免疫システム、代謝、およびマイクロバイオーム全体との相互作用に関する研究をさらに進めるでしょう。
Bened Lifeでは、日常の問題と地球規模の問題の両方を解決するために腸脳プロバイオティクスを使用し、あらゆる人生を歩む人々の高い生活の質をサポートする社会の一員になりたいと考えています。1分間のクイズで、あなたに最適なBened Life製品がどれか、こちらで確認してください！
L. plantarum PS128を通じて、このような未来を目指しています。それが今日、あなたの生活をどのように変えることができるかを知りましょう！
