"Kun lääkäri määrää antibiootteja, se luo monivaiheisen kokeen ruoansulatuskanavassa, "selittää Carnegie's Will Ludington" Mitä tämä voi opettaa meille lajien vuorovaikutuksen molekyyliperiaatteista luonnossa? "
Ludingtonin ja Stanfordin yliopiston K.C. Huang ryhtyi vastaamaan tähän haastavaan kysymykseen ja löysi uuden muodon antibioottitoleranssista. Heidän havaintonsa, joilla on merkittäviä terveysvaikutuksia, julkaisee eLife .
Tämä on yksi monista tutkimusalueista, joilla Ludington käyttää hedelmäkärpäsen mikrobiomia ymmärtääkseen bakteerien yhteisössä esiintyvien lajien välisiä vuorovaikutuksia. Se muodostaa ihanteellisen ympäristön sekä luonnollisten bakteeripopulaatioiden että ihmisen mikrobiomin tutkimiseen.
Ihmisen mikrobiomi on ekosysteemi, jossa on satoja tuhansia suolissamme eläviä mikrobilajeja. Se vaikuttaa terveyteemme ja jopa pitkäikäisyyteemme. Mutta on vaikea selvittää lukemattomia tapoja, joilla mikrobiomimme muodostavat eri lajit ovat vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ja vaikuttavat toisiinsa, jopa normaaleissa olosuhteissa. Kun antibiootit on otettu käyttöön, vähän ymmärretään siitä, miten näihin elintärkeisiin yhteisöihin vaikuttaa biokemiallinen taso.
Siksi hedelmäkärpästä tulee niin erinomainen malli. Toisin kuin ihmisen mikrobiomi, se koostuu vain kourallisesta bakteerilajista.
Halusimme todella ymmärtää, kuinka antibiootin kohdentaminen tiettyihin fysiologisiin prosesseihin vaikuttaa metaboliseen vuorovaikutukseen ja resurssien jakamiseen, joka esiintyy bakteerilajien välillä yhteisössä. Tämä on erityisen tärkeää, koska luonnossa bakteerit elävät eri yhteisöissä. "
Andrés Aranda-Díaz, pääkirjailija Stanfordin yliopistosta
Hedelmäkärpäsen mikrobiomin yksinkertaisuus tekee siitä täydellisen keinon paljastaa, kuinka tämä monilajien biokemiallinen vuorovaikutus muuttuu antibioottien käyttöönoton avulla.
"Huomasimme, että suoliston mikrobiomien ekosysteemin lajien väliset vuorovaikutukset vaikuttavat antibioottien tehokkuuteen yksittäisten lajien tappamisessa tässä yhteisössä, samoin kuin koko yhteisön aineenvaihdunta, "sanoi Huang.
Tutkijat osoittivat, että kun hedelmästä peräisin oleva bakteerityyppi lentää mikrobiomista, nimeltään Lactobacillus-joita löytyy myös jogurtista-kasvatetaan yhdessä etikkaa tuottavan Acetobacter-nimisen kärpäsbakteerin kanssa, se on vähemmän altis kuolemaan antibiooteilla.
Tämä on uusi kategoria ilmiöstä, jota kutsutaan antibioottitoleranssiksi, Tämä tarkoittaa sitä, että solut kuolevat paljon hitaammin, kun ne löydetään yhdessä kuin itsestään. Suvaitsevaisuus voi olla vaarallista, koska tämä viivästyminen lisää riskiä, että täysi resistenssi antibiootille voi kehittyä.
"Yleensä, sietokyky ilmenee, kun solu hidastaa aineenvaihduntaa vasteena antibiootille, "selitti Ludington." Mutta tässä tapauksessa suvaitsevaisuus liittyy itse asiassa lisääntyneeseen aineenvaihduntaan. "
On käynyt ilmi, että asetobakteerit kuluttavat maitohappoa, jota viereinen Lactobacillus erittää jätteenä, tarjoaa kuntoetua molemmille lajeille ja laukaisee toleranssin, jonka joukkue löysi.
"Emme vielä tiedä tarkalleen, miten se tapahtuu, mutta uskomme, että molemmat bakteerilajit "tietävät", milloin toinen solutyyppi on olemassa, ja reagoivat asianmukaisesti, "sanoi Benjamin Obadia UC Berkeleystä." Nämä mekanismit ovat luultavasti kehittyneet yhdessä elämisestä, emmekä olisi nähneet niitä, jos olisimme tutkineet kahta lajia erikseen. "
Tiimin työ osoittaa, että mikrobiomi voi olla tärkeä työkalu ymmärtämään suhteita bakteeriyhteisöihin luonnon maailmassa biokemiallisella tasolla.
"Se havainnollistaa myös sitä, että suoliston mikrobiomien terveyttä on otettava huomioon aina, kun antibiootteja määrätään, "Ludington lisäsi.
Lajien ja lajien vuorovaikutusta koskevien periaatteiden tutkiminen on avain ymmärtämään niin paljon suurista ja pienistä ekosysteemeistä, ja mikrobiomi on kriittinen väline näiden kysymysten tutkimiseen.
Toinen äskettäin julkaistu yhteistyö Ludingtonin välillä, Huang, ja toinen Stanfordin tutkija-biologi Lucy O'Brien-kehitti uuden tekniikan elävien hedelmäkärpästen suoliston visualisoimiseksi. Nimeltään Bellymount, se antoi heille mahdollisuuden havaita yksittäisiä bakteerisoluja elävän hedelmäkärpäsen suolistossa ensimmäistä kertaa.
"Tarkkailemalla mikrobiomia reaaliajassa, pystyimme mittaamaan sen dynamiikkaa, "sanoi Ludington lehdestään, joka ilmestyi PLOS Biology -lehdessä.
Tutkimusryhmä havaitsi, että suoliston tietyillä alueilla on korkea mikrobiomivakaus ja toisilla jatkuva vaihtuvuus. Tämä osoittaa, että hedelmäkärpässuolessa on rakenteita, jotka ylläpitävät kolonisaatiota, ja avaa oven mahdollisuudelle, että hedelmäkärpäset ovat saattaneet kehittää näitä rakenteita pitämään mikrobiominsa.
"Nyt meillä on valta todella kuunnella" keskusteluja "mikrobiomibakteerien välillä, ja suolistosolut ympäröivässä ympäristössä, "sanoi Huang
Mikrobit voivat ennustaa kuolemaan johtavia seurauksia hengitetyissä COVID-19-potilaissa
Bakteriofagit voisivat hoitaa E. colia vahingoittamatta suolistoa,
Tyypin 1 diabetes liittyy suoliston mikrobiomiin ja geneettisiin tekijöihin
Tutkimukset osoittavat, että probiootit voivat auttaa torjumaan ahdistusta ja masennusta
Ruokavasteita säätelee suolen mikrobiomi,
Kahvi auttaa kehittämään suoliston terveitä mikrobeja ja tukkii suoliston liikkeitä
Kotikoirat eivät todennäköisesti levitä SARS-CoV-2:ta,
sanovat tutkijat Espanjan ja Saksan tutkijat ovat tehneet tutkimuksen, joka osoittaa, että kotikoirat eivät todennäköisesti osallistu vakavan akuutin hengitystieoireyhtymän koronaviruksen 2 (SARS-CoV-
Raa'an ruoan syöttäminen lemmikeille on turvallista,
löytää uuden tutkimuksen Suuri monikansallinen tutkimus osoittaa, että lemmikkieläinten omistajat eivät usko, että raakaruokinta lisää kotitalouksien tartuntariskiä. Raakaruokiin kuuluu kaikki kypsent
Kielen mikrobeja voitaisiin käyttää haimasyövän diagnosointiin
Zhenjiangin yliopiston lääketieteen laitoksen tutkijat, Kiina on havainnut, että kielen päällysteen mikrobikoostumuksen häiriöt voivat toimia biomarkkerina varhaisvaiheen haimasyöpään. Andr