Et nyt forskningsværktøj gav biologer mulighed for i realtid at se cellefornyelsesprocessen, der holder tarmvævet sundt, samt interaktionerne mellem bakteriearter, der udgør mikrobiomet. Deres arbejde, ledet af Lucy O'Brien og KC Huang fra Stanford University og Carnegies Will Ludington, blev for nylig udgivet af PLOS Biologi .
Systemet, kaldet Bellymount, tillod forskere at kigge ind i det levende væv i frugtfluetarmen og bedre forstå de mange komplekser, overlappende processer, der forekommer der.
O'Brien udviklede den til at forstå, hvordan stamceller i mave -tarmsystemet driver vævsfornyelsesprocessen, der slipper af med syge celler og erstatter dem med nye, sunde. Når denne proces afbrydes, det har en ældningseffekt. At forstå det kan drive forbedringer inden for præcisionsmedicin og guide udviklingen af regenerative behandlinger.
Før nu, ingen har nogensinde set, hvordan tarmfornyelsen skrider frem, fordi den sker over mange dage og sker dybt inde i kroppen. "
Lucy O'Brien fra Stanford University
Brug af Bellymount, forskerne var i stand til at se stamceller koordinere under organfornyelsesprocessen og opdagede, at den hastighed, hvormed individuelle stamceller genererer voksne erstatningsceller, varierer meget. Ingen havde set tarmfornyelsesprocessen udspille sig i realtid før dette.
"Hver stamcelle ser ud til at fungere i sit eget tempo, "sagde hovedforfatter Leslie Koyama fra Stanford.
Ud over tarmen, Bellymount vil tillade forskere at spionere på andre viscerale organer i frugtfluer, se hvordan organer kommunikerer med hinanden under hele kropsprocesser.
Det muliggjorde også Ludington, der har specialiseret sig i at forstå samspillet mellem arter i mikrobiomet, for bedre at forstå, hvordan tarmens bakterier bidrager til mange af dets funktioner ved at se dem udfolde sig.
"Bellymount lad os observere de dynamiske interaktioner mellem tarmbakteriepopulationer med værten for første gang, " han sagde.
De fandt ud af, at der er regionale forskelle i mikrobiomstabilitet, der faktisk efterligner stamcelleaktivitetens regionalitet. Nogle dele af mikrobiomet vendes løbende, og andre ligner mere et reservoir.
"Det får dig til at spekulere på, hvordan tarmstamceller og tarmbakterier taler til hinanden og muligvis koordinerer deres handlinger, "sagde medforfatter K.C. Huang, også af Stanford. "Nu har vi magten til rent faktisk at aflytte deres samtaler."
Fordi Bellymount tillader efterforskere at kigge på aktiviteten af alle fluernes indre organer, denne krydstale kan overvåges på tværs af væv og informere om, hvordan de forstår processer i hele kroppen, såsom immunovervågning, reproduktion, ældning, og kræft.