Tutkimusta varten julkaistu 26. toukokuuta Solu , kansainväliset tutkijat keräsivät lähes viisi, 000 näytettä kolmen vuoden aikana 60 kaupungissa 32 maassa ja kuudessa maanosassa. Tutkijat analysoivat näytteitä käyttämällä genomista sekvensointitekniikkaa, jota kutsutaan haulikon sekvensoimiseksi erilaisten mikrobien läsnäolon havaitsemiseksi, mukaan lukien bakteerit, archaea (yksisoluiset organismit, jotka eroavat bakteereista), ja viruksia, jotka käyttävät DNA:ta geneettisenä materiaalinaan. (Muut virustyypit, jotka käyttävät RNA:ta geneettisenä materiaalina, kuten SARS-CoV-2, virus, joka aiheuttaa COVID-19:n, ei olisi havaittu tässä pandemiaa edeltävässä tutkimuksessa käytetyillä DNA-analyysimenetelmillä.)
Tällä tutkimusalueella on merkittäviä vaikutuksia sekä tunnettujen että tuntemattomien infektioiden puhkeamisen havaitsemiseen ja antibioottiresistenttien mikrobien esiintyvyyden tutkimiseen eri kaupunkiympäristöissä.
"Joka kerta kun istut metroon, olet todennäköisesti työmatkalla täysin uuden lajin kanssa, "sanoi vanhempi kirjailija tohtori Christopher Mason, WorldQuant Initiative for Quantitative Prediction -yhteisjohtaja ja fysiologian ja biofysiikan professori Weill Cornell Medicine. Mason on myös Biotian ja Onegevity Healthin perustaja ja maksullinen konsultti, ja WorldQuant LLC:n maksettu kaiutin.
Nykyinen tutkimus johti 10, 928 virusta ja 748 bakteeria, joita ei ole missään viitetietokannassa.
Mason perusti MetaSUBin (lyhenne sanoista Metagenomics and Metadesign of Subways and Urban Biomes) vuonna 2015, yhdessä tohtori Evan Afshinin kanssa, joka oli silloin perustutkinto -opiskelija Macaulay Honors Collegessa Queens Collegessa ja on nyt kliininen fysiologian ja biofysiikan tutkija Weill Cornell Medicineissa ja Onegevity Healthin maksettu konsultti.
Äskettäin julkaistua tutkimusta johti tohtori. Mason, David Danko, Weill Cornell Graduate Schoolin tohtorikoulutettava tohtori Masonin laboratoriossa tutkimuksen aikana, ja Daniela Bezdan, joka oli laskennallisen biolääketieteen tutkija Weill Cornell Medicineissa tuolloin.
Keräämällä näytteitä mikrobeista ja analysoimalla niiden geenejä-tunnetaan yhdessä nimellä mikrobiomi-tutkijat toivovat saavansa lisätietoja bakteereista, viruksia ja muita mikro -organismeja, jotka elävät ihmisten keskuudessa. Esimerkiksi, tutkimus voi auttaa tunnistamaan antibioottiresistenttien kantojen syntymisen.
Antibioottiresistenssin ennustaminen pelkästään geneettisistä sekvensseistä on haastavaa, mutta tutkijat pystyivät kartoittamaan joitain geenejä, joiden tiedettiin liittyvän resistenssiin, kvantifioi niiden runsaus ja vahvista geneettisten merkkiaineiden kyky antaa resistenssi. He havaitsivat, että joillakin kaupungeilla oli enemmän vastustusgeenejä kuin toisilla, ja että joillakin näistä geeneistä saattaa olla kaupunkikohtaisia allekirjoituksia.
Mikrobilääkeresistenssi on edelleen suuri maailmanlaajuinen terveyshaaste. "Vaikka lisätutkimuksia tarvitaan, tämä aineisto osoittaa mikrobiomien kartoittamisen ja seurannan arvon ja mahdollisuudet, ja näkemyksiä, joita se voi tarjota lääkäreille, tiedemiehet ja kansanterveysviranomaiset, "Tohtori Afshin sanoi.
Lisäksi, Mikrobien tekemien pienten molekyylien ja proteiinien oppiminen voi myös johtaa uusien antibioottien sekä muiden molekyylien löytämiseen, joita voidaan kehittää lääkkeiksi. Monet tällä hetkellä käytössä olevat antibiootit ja lääkkeet ovat peräisin mikrobilähteistä.
Uusista mikrobilajeista tehdyt löydöt voivat myös johtaa uusiin laboratoriotyökaluihin ja lähestymistapoihin, esimerkiksi uusia tapoja käyttää CRISPR -nimistä molekyylinmuokkaustyökalua. Tässä tutkimuksessa tutkijat löysivät 838, 532 uutta CRISPR-ryhmää-virusten DNA-katkelmia, joita löytyy bakteereista-ja 4,3 miljoonaa uutta peptidiä (pieniä proteiineja).
Näiden ponnistelujen vuoksi Tohtori Mason sanoi, että hän voi ennustaa noin 90 prosentin tarkkuudella, missä henkilö asuu, vain sekvensoimalla kenkiensä DNA. Monien tekijöiden havaittiin vaikuttavan kaupungin mikrobiomiin, mukaan lukien koko väestö ja väestötiheys, korkeus, meren ja ilmaston läheisyys. Näistä erillisistä allekirjoituksista tehdyt havainnot voivat mahdollistaa tulevia rikosteknisiä tutkimuksia.
Mikrobiomi sisältää molekyylikaikuja siitä paikasta, josta se kerättiin. Rannikkonäyte voi sisältää suolaa rakastavia mikrobeja, kun taas tiheästi asutun kaupungin näyte voi osoittaa silmiinpistävää biologista monimuotoisuutta, "Tohtori Danko sanoi.
Tohtori David Danko, Tohtorikoulutettava, Weill Cornell Graduate School.
Dr. Mason ja Afshin alkoivat kerätä ja analysoida mikrobinäytteitä New Yorkin metrojärjestelmässä vuonna 2013. Ensimmäisten havaintojensa julkaisemisen jälkeen nimeltään PathoMap, he ottivat yhteyttä tutkijoihin ympäri maailmaa, jotka halusivat tehdä samanlaisia tutkimuksia omille kaupungeilleen.
Kansainvälinen kiinnostus inspiroi tohtori Masonin laboratoriota luomaan MetaSUBin ja palkkasi Daniela Bezdanin tutkimusjohtajaksi. "Tarvitsimme kansainvälisesti hyväksyttyjä protokollia, logistiikka- ja yhteistyösopimukset tutkijoiden kanssa, myyjät, valtion virastot ja hyväntekeväisyysjärjestöt mahdollisesti 100 kaupungille 20 maassa, "Bezdan sanoi.
Nykyään MetaSUB jatkaa kasvuaan ja on laajentunut keräämään RNA- ja DNA -näytteitä ilmasta, vesi ja viemäri, kovien pintojen lisäksi. Tämä on johtanut 5 miljoonan dollarin apurahaan jäteveden sekvensointiin ja virusten seurantaan kolmessa osavaltiossa (Florida, New York ja Wisconsin), ja joka on osa tautien torjunnan ja ehkäisyn keskuksen uutta kansallista jäteveden valvontajärjestelmää (NWSS).
Ryhmä valvoo myös hankkeita, kuten Global City Sampling Day (gCSD), järjestetään joka vuosi 21. kesäkuuta, ja on tehnyt laaja-alaisia tutkimuksia, mukaan lukien kattava mikrobiologinen analyysi Rio de Janeirosta aiemmin, vuoden 2016 kesäolympialaisten aikana ja jälkeen. Monet tässä tutkimuksessa analysoiduista näytteistä kerättiin Global City Sampling Day -tapahtumana vuosina 2016 ja 2017.
Näytteenotto New Yorkissa toteutettiin Weill Cornell Medicine Clinical and Translational Science Centerin (CTSC) tuella, yhteistyössä vanhemman CTSC -ohjelmapäällikön Jeff Zhun kanssa. Tohtori Mason ja hänen kollegansa valmistautuvat parhaillaan tämän vuoden tapahtumaan.
"Kun aloitimme vuonna 2015, konsortio koostui 16 kaupungista; kuusi vuotta myöhemmin meillä on yli 100 kaupunkia. On hienoa saada tämä utelias ryhmä, itse aloittavat ja innokkaat tutkijat, "sanoi tohtori Mason, joka on myös laskennallisen genomiikan professori laskennallisessa biolääketieteessä HRH:n prinssi Alwaleed Bin Talal Bin Abdulaziz Al-Saudin laskennallisen biolääketieteen instituutissa Weill Cornellin lääketieteessä.
"Vaikka näytteitä kerätään ympäri maailmaa, suuri osa analyysistä tehdään täällä New Yorkissa, Weill Cornell Medicine, "sanoi tohtori Mason. Sekvenssien analysointi ja kokoaminen hyödynsivät myös siltoja ja siltoja-2, Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE) -tietokoneet Pittsburghin supertietokonekeskuksessa.
Sveitsin MetaSUB -tutkijat (tohtorit Andre Kahles ja Gunnar Rätsch) käyttivät näitä kokoonpanoja ja raakatietoja hakutoiminnon luomiseen. globaali DNA -sekvenssiportaali (MetaGraph), joka indeksoi kaikki tunnetut geneettiset sekvenssit (mukaan lukien MetaSUB -tiedot). Portaali kartoittaa kaikki tunnetut tai äskettäin löydetyt geneettiset elementit niiden sijaintiin maapallolla ja voi auttaa uusien mikrobien vuorovaikutusten ja oletettujen toimintojen löytämisessä.
DNA:n eristäminen näytteistä tehtiin suurelta osin Zymo Researchin ja Promegan tuella, ja sekvensoitiin yhteistyössä tohtori Shawn Levyn kanssa HudsonAlpha -biotekniikkainstituutista, Klas Udekwu Tukholman yliopistosta ja New Yorkin genomikeskuksesta. Tulevissa ja meneillään olevissa tutkimuksissa tarkastellaan RNA:ta ja DNA:ta pitkillä luku- ja tilakuvantamismenetelmillä, sekä jäljittää metaboliitit maailmanlaajuisilta sivustoilta, ja jatkaa planeettojen mittakaavan geneettisen kartan päivittämistä.
Hyviä uutisia IBS -potilaille, koska tutkijat tunnistavat "suolen kutinaa"
Glysyrritsiinihappo lääkekandidaattina COVID-19:lle
Maaseudun ja kaupunkien mikrobiota eroaa nuoresta iästä,
Ihmisen mikrobiomin proteiiniviestit valaisevat ihmisten terveyttä
PENTAX Medical kerää 125 dollaria,
Ihmisen koronavirukset tarvitsevat orgaanisia materiaaleja siirtyäkseen tehokkaasti pintojen välillä
COVID-19:hen liittyvästä MIS-C:stä vastuussa olevan suoliston epiteelisuojan menetys lapsilla,
ehdottaa tutkimusta Vaikka koronavirus 2019 (COVID-19) on lapsilla suhteellisen harvinainen ja yleensä lievä, joidenkin tiedetään palaavan harvinaisella mutta vakavalla tai jopa hengenvaarallinen, kom
Suolistobakteerit voivat ennustaa keuhkoverenpainetaudin riskiä
Tutkijaryhmä on havainnut, että bakteerien mikrofloora ihmisten suolistossa voi edistää keuhkoverenpainetaudin (PAH) kehittymistä. Tutkimus nimeltään, Muutettu suoliston mikrobiomiprofiili potilailla,
Suoliston mikrobit voivat liittyä masennukseen
Ihmisen suolistossa on biljoonia bakteereja, jotka muodostavat suolen mikrobiomin tai mikrobiston. Uusi tutkimus on yhdistänyt tämän suolen mikrobiomin koostumuksen ja masennushäiriön. Tutkimus nimelt