この研究は、中国の研究機関の研究論文です。

掲載誌：Biomolecules

ライセンス: CC BY　対象: 公開論文　確認元: OpenAlex

発酵食品の「小さな袋」に注目した背景と目的

発酵食品の健康への働きは、これまで食物繊維やポリフェノールなどの成分、あるいは生きた微生物そのものを中心に研究されてきました。近年は、微生物が外に放出する「細胞外小胞（EV）」にも関心が集まっています。EVは脂質の二重の膜で包まれた、直径がおおむね30〜1000ナノメートルの微小な粒子です。タンパク質や核酸などを内部に運ぶため、細胞どうしの情報のやり取りに関わると考えられています。コンブチャや乳製品、ケフィアではEVの存在が報告されていますが、多様な微生物が関わる複雑な発酵食品のEVについては、まだ研究が少ない状況です。

紅麹（ホンチュー）は東アジアで古くから食べられてきた伝統的な発酵食品で、着色料、風味づけ、保存料として料理に使われ、栄養補助食品としても知られています。ただし、紅麹にすむ微生物が放出するEVがどのようなタンパク質を含むかは、ほとんど分かっていませんでした。著者らはこの空白を埋めるため、紅麹から微生物由来のEVを多く含む画分を取り出し、そこに含まれるタンパク質を網羅的に調べることを目指しました。

何をどのように調べたか

研究チームは、中国の福建、広西、浙江の3地域で、伝統的な生産者から紅麹を24試料集めました。各試料は別々の生産者から入手したもので、混ぜ合わせずに個別に扱われました。それぞれの試料からEVを多く含む画分を分離し、電子顕微鏡で粒子の形を観察しました。さらに、液体中の粒子の動きから大きさと数を測る方法と、タンパク質量の測定を組み合わせて、画分の性質を調べました。

そのうえで、質量分析という手法を使い、画分に含まれるタンパク質を網羅的に同定しました。タンパク質全体を一度に調べるこのような解析は「プロテオーム解析」と呼ばれます。得られたタンパク質については、どのような働きや代謝経路に関わるかをデータベースと照らし合わせて分類しました。地域による違いも比較しました。

主な結果

電子顕微鏡では、膜に包まれた丸い形やカップ状の小胞に似た粒子が多数観察されました。24試料の粒子の平均的な大きさは約110〜181ナノメートルで、全体の平均は135.5ナノメートルでした。この範囲は、これまで食品や酵母、細菌などで報告されてきた小胞の大きさとおおむね重なっています。一方で、粒子の数とタンパク質量の関係は試料ごとに大きくばらつきました。

プロテオーム解析では合計2376種類のタンパク質が同定されました。論文の要旨によると、そのうち273種類は主に紅麹菌（モナスカス）や、ペクトバクテリウム、エルウィニアといった細菌に由来する微生物タンパク質とされています。量の多いタンパク質には、細菌の外膜に関わるタンパク質、べん毛の構成成分、リン酸などの取り込みに関わるタンパク質、タンパク質の折りたたみを助ける「シャペロン」が含まれていました。機能面では、物質の輸送、糖を分解してエネルギーを得る解糖、タンパク質合成（翻訳）、RNAの分解、アミノ酸の代謝に関わるものが目立ちました。

3地域すべてに共通するタンパク質は570種類ありました。そこには代謝やストレス応答に関わる、多くの生物でよく保存されたタンパク質が多く見られました。一方、地域ごとの特徴を探る比較では、緩めの基準で選び出した候補として143種類のタンパク質の量に地域差がありました。著者らは、福建ではrpsKとatpD、広西ではypt-1、ALA1、MIP11、浙江ではtrxA、pstS、ugpB、tal、glpKなどを、地域と関連する候補タンパク質として挙げています。ただし、多数の比較を同時に行うことを考慮した厳しい補正を加えると、統計的に確かな差が残ったタンパク質は比較の組み合わせごとに5〜24種類に限られました。そのため論文は、地域差の結果を確定的なものではなく、仮説を立てるための探索的な結果として位置づけています。

この研究が示すこと

著者らによれば、この研究は紅麹の微生物に由来するEVを多く含む画分のタンパク質を、初めて包括的に調べたものです。紅麹には細菌とカビの双方に由来するとみられる多様なタンパク質が含まれ、地域を越えて共通する部分と、地域ごとに異なりうる部分があることが示されました。

一方で論文は、取り出した材料が厳密に精製されたEVそのものではなく、EVを多く含む画分であると明記しています。小胞の正体や純度、どの微生物に由来するかは確定できていません。検出されたタンパク質が小胞の中で実際に働いているかどうかも検証されていません。本研究は、発酵食品に含まれる微生物由来の小胞とその中身を理解していくための、基礎的な手がかりを示したものといえます。

著者：Wei Qi（School of Life Science, Zhuhai College of Science and Technology, Zhuhai 519041, China）、Xuan-Xi Peng（School of Life Science, Zhuhai College of Science and Technology, Zhuhai 519041, China）、Pei-Yan Song（School of Life Science, Zhuhai College of Science and Technology, Zhuhai 519041, China）、San-Tong Xiao（School of Life Science, Zhuhai College of Science and Technology, Zhuhai 519041, China）、Wenzhong Hu（School of Life Science, Zhuhai College of Science and Technology, Zhuhai 519041, China）

※本記事は原著論文をもとに、日本語で要約・説明を加えた研究紹介です。 出典（原著論文）：Wei Qi, Xuan-Xi Peng, Pei-Yan Song, et al. Proteomic Characterization of Microbiota-Derived Extracellular Vesicle-Enriched Fractions Detected in Red Yeast Rice. Biomolecules 2026-10-01. DOI: 10.3390/biom16101425. 原著ライセンス：CC BY.