Udviklingen af visse former for kræft - mavekræft og livmoderhalskræft, for eksempel - have veletablerede mikrobielle forbindelser. Vores teknologier til undersøgelse af det menneskelige mikrobiom er hurtigt gået frem i løbet af de sidste to årtier og fortsætter med at udvikle sig dagligt. Som resultat, vi har nu mange nye teknikker til at generere data om sammensætning og aktiviteter af det humane mikrobiom, og mange kræftforskere arbejder på at bruge disse oplysninger til at forstå nye mikrobielle forbindelser.
Imidlertid, da de analytiske metoder er så nye, den software, der er nødvendig for at omdanne disse data til ny viden, mangler i øjeblikket. Med denne finansiering, vi vil udfylde det softwarehul med udviklingen af ny open source -software til at relatere det humane mikrobiom til kræft. Vi forventer, at det i sidste ende vil give os mulighed for bedre at forstå kræftudvikling, at opdage kræft tidligere og forbedre kræftbehandling og genopretning. "
Greg Caporaso, Direktør, Center for Applied Microbiome Science
Det NCI-finansierede projekt vil gøre det muligt for Caporaso og hans team at forbedre QIIME 2, den bioinformatik -softwareplatform, som de først udgav i slutningen af 2016, at forbedre adgangen til kræftmikrobiom bioinformatik metoder og data. Caporasos team på NAU omfatter kandidat- og bachelorstuderende og software-ingeniører på fuld tid.
Matthew Dillon og Evan Bolyen, to ingeniører i forskningssoftware i Caporasos laboratorium og medforfattere på QIIME 2-papiret, vil være centralt involveret i alle design- og udviklingsaspekter af dette projekt. Teamet planlægger at udvikle QIIME 2 til en mikrobiom multi-omics bioinformatik platform, understøtter analyse og integration af genomisk, metagenomisk, metabolomics og andre "omics" data, drevet af kræftforskningssamfundets behov.
"Mange vigtige kræftmikrobiomprojekter har gjort fremskridt ved at integrere forskellige datatyper, alligevel er der betydelige tekniske forhindringer tilbage for at gøre mikrobiom multi-omics bioinformatik tilgængelig for alle forskere, hvis projekter ville drage fordel af disse metoder, "Sagde Caporaso.
Med en baggrund inden for software engineering, Caporasos tidligere projekt, QIIME 1, blev startet for 12 år siden i samarbejde med sin postdoktorale rådgiver Rob Knight, nu direktør for Center for Microbiome Innovation ved University of California, San Diego (UCSD). QIIME 1 var designet til at lette deres egne undersøgelser af mikrobiomer - såsom dem, der findes hos mennesker eller i jord - men også for at gøre disse metoder tilgængelige for alle mikrobiomforskere.
Caporaso sluttede sig til NAU's fakultet i 2011, hvor han fortsatte sit arbejde med QIIME 1. Gennem sit arbejde med Partnership for Native American Cancer Prevention, og efterfølgende under et sabbatår på NCI, Caporaso indså den potentielle betydning af det humane mikrobiom for kræft. Hans primære artikler om QIIME 1 og 2 er nu blevet citeret næsten 25, 000 gange i den primære forskningslitteratur, hvilket gør ham til en af de mest citerede forskere på NAU, ifølge Google Scholar, og Caporaso bemærker, at næsten 20 procent af disse citater er fra undersøgelser om kræft. Dette fik ham til at begynde at fokusere indsatsen på bedre at understøtte kræftforskningssamfundet med QIIME, og i sidste ende til denne femårige pris fra NCI.
"Dette er spændende for kræftforskere, fordi det vil muliggøre en ny type undersøgelse inden for mikrobiomforskning, "sagde han." QIIME er typisk blevet brugt til at generere en taksonomisk forståelse af mikrobiomet-hvilke mikrober der er til stede i dette miljø, og hvordan mikrobiomfællesskaber sammenligner med hinanden baseret på deres taksonomiske sammensætning. Nye teknologier begynder at blive anvendt for at hjælpe os med at overveje andre faktorer, f.eks. hvilke biologiske aktiviteter mikroberne er involveret i, og metaboliske produkter fra disse aktiviteter. Integrering af disse data, sammen med data om værten såsom deres genom, er sikker på at føre os til nye mekanistiske forståelser af mikrobiomets rolle i kræft. "
QIIME 2 understøtter analyse af nye datatyper, såsom metagenomics og metabolomics, at besvare spørgsmål vedrørende mikrobernes aktivitet. Dette vil indeholde oplysninger om de funktionelle gener, der kodes for mikrobielle genomer og metabolitterne i miljøet - små molekyler som koffein eller ethanol og produkter produceret af mikrober - og hvordan de kan påvirke værten.
"Med mikrobiomprofilering, vi får en idé om biologien; med metabolitprofilering, vi får et billede af kemien. Det hjælper os med at forstå det større, mere helhedsorienteret opfattelse af, hvad der foregår i dette uendeligt komplekse miljø i tarmmikrobiomet, hvor du har billioner af celler, der interagerer med hinanden og deres omgivelser, alle skaber og forbruger metabolitter, som påvirker deres adfærd og vores cellers adfærd. Vi vil ikke kun kunne vide, hvem der er der med hensyn til mikroorganismer, men hvad de gør, hvor de bor, og hvordan de interagerer. "
Som med QIIME 1, QIIME 2 er en open-source softwareplatform, gratis og tilgængelig for alle. QIIME 2 blev designet til at udvide automatiserede metoder til sporing og rapportering for at forbedre forskningens reproducerbarhed, og med denne finansiering vil teamet oprette nye værktøjer til at hjælpe med langsigtet dataarkivering. Opdateringer til QIIME 2 frigives kvartalsvis af Caporasos team, og de er allerede begyndt at arbejde hen imod nogle af målene med dette tilskud.
"Dette er et utrolig spændende projekt for kræftmikrobiomforskningssamfundet, "sagde Melissa Herbst-Kralovetz, lektor ved University of Arizona Cancer Center og direktør for Women's Health Research Program ved UA College of Medicine-Phoenix. "Mit laboratorium undersøger mikrobiotas rolle i gynækologisk kræft, seksuelt overførte infektioner og kvinders sundhed. På nuværende tidspunkt, vi udnytter 3D in vitro menneskelige modeller for bedre at forstå mikrobiotas rolle i kræftudvikling og progression, som er afhængig af at integrere forskellige datatyper fra kliniske prøver og vores laboratoriebaserede 3D-modeller. Den nye funktionalitet, der udvikles til QIIME 2, hjælper os med at vurdere nøjagtigheden af disse modeller, og i sidste ende oversætte oplysninger, vi får fra disse 3D -modeller, tilbage til klinikken for at bekæmpe kræft. "
"Når vi kan begynde at forbinde værtsbiologien, mikrobiologien og kemien, det er, når vi virkelig vil kunne finde ud af nogle af de manglende forbindelser mellem mikrobiomet og kræftudvikling eller kræftbehandling, "Sagde Caporaso.
COVID-19-restriktioner har ført til 86 procent fald i norovirusinfektioner i USA,
finder undersøgelse Begyndelsen af COVID-19-pandemien førte til pålæggelse af flere ikke-farmaceutiske interventioner (NPIer) over hele verden. Mens borgere i USA har narret over rådet om at bære ma
Ny undersøgelse kan hjælpe med at forhindre dødelige infektioner hos babyer
For tidlige spædbørn født før 28-30 ugers liv har stor risiko for mange komplikationer, blandt hvilke chancerne for at dø af en infektion, der starter i tarmen, er meget store. En ny undersøgelse offe
Middelhavskost fremmer sund aldring med sundere tarmmikrobiom
En ny undersøgelse offentliggjort online i tidsskriftet Tarm i februar 2020 rapporterer de slående sundhedsfremmende virkninger af at skifte til en middelhavskost i bare et år. Resultaterne skyldtes
