Monet tappavat taudinaiheuttajat ovat liikkuvia, eli ne voivat liikkua spontaanisti, ja niiden kyky tarttua perustuu niiden reaktioon erilaisiin ympäristövihjeisiin. Tärkeimmät vihjeet patogeeneille ovat suolistossa tuotetut molekyylit (tai metaboliitit). Patogeenit tulkitsevat eri aineenvaihduntatuotteita eri tavalla ja ne joko houkuttelevat tai torjuvat niitä (ts. siirtyä heitä kohti tai pois).
Metaboliitti indoli on esimerkki mikrobiomista tuotetusta pienestä molekyylistä, jota on runsaasti suolistossa ja joka on tehokas bakteereja hylkivä aine. Pushkar Lele kertoo, apulaisprofessori, ja tohtori Arul Jayaraman, professori, Artie McFerrinin kemian tekniikan laitoksella Texas A&M Universityssä, tämä tosiasia johti yksinkertaiseen kysymykseen:"Miksi monien hyödyllisten bakteerilajien tuottama indoli ei hylkää hyviä suolistobakteereita yhdessä pahojen kanssa?"
Voit vastata tähän kysymykseen, tutkimusryhmä, johon kuuluu Lele, Jayaraman ja tohtori Michael Manson Texas A&M:n biologian laitokselta, tutki hyödyllisten suolistobakteerien vastetta, E. coli indoliksi. Artikkelissa Kansallisen tiedeakatemian julkaisut , tutkijat kuvaavat aiemmin tuntemattoman indolin vastauksen löytämistä, jossa molekyyli näyttää sekä hylkäävän että houkuttelevan bakteereja. Tämä Januksen vastaus - nimetty roomalaisen jumalan Januksen mukaan, jolla oli kaksi naamaa, yksi tulevaisuuteen ja toinen menneisyyteen - liittyy siihen, miten bakteerien kemoreseptorit tulkitsevat indolin.
Havaitsimme, että E. colissa on kaksi reseptoria, jotka tuntevat indolin. Ihminen tuntee indolin karkotteena, ja aistii indolin houkuttelevana aineena. Jatkuva altistuminen suurille indolipitoisuuksille herkistää reseptorin, joka tulkitsee sen karkotteeksi. Tämä johtaa siihen, että indoli tunnetaan vain houkuttelevana tekijänä. "
Tohtori Pushkar Lele, apulaisprofessori, Texasin A&M -yliopisto
Jayaramanin mukaan Janus -vastaus osoittaa paljon hienostuneisuutta, ja löytö voisi johtaa parempaan ymmärrykseen suoliston mikrobiomin monimutkaisuuksista. "Hyödylliset bakteerit kerääntyvät suoliston pinnoille jonkin yhteisen ominaisuuden perusteella, "sanoi Jayaraman." Ehdotamme, että yksi tällainen ominaisuus on kyky tuottaa tai tunnistaa indolia. Bakteerit, jotka tuottavat indolia, voivat ryhmitellä toisiaan ja houkutella niitä markkinarakoihin, joissa indolipitoisuudet ovat korkeat. "
Koska bakteerit, jotka tuottavat indolia suolistossa, tyypillisesti ympäröivät limakerroksia muiden bakteerien joukossa, indolipitoisuus laskee, kun etääntyy indolin lähteestä. Koska taudinaiheuttajilla on taipumus kulkea suolen läpi suhteellisen kaukana bakteereista, jotka tuottavat indolia, he eivät todennäköisesti kohtaa suuria indolipitoisuuksia pitkään aikaan. Siksi, he eivät ole herkistyneet indolille, ja kaikki kohtaamat indolit torjuvat heidät.
Tutkimukset osoittavat edelleen, että on tärkeää, että suolistossa on monipuolinen sekoitus hyödyllisiä bakteereja. Lelin mukaan tämä tutkimus on askel kohti ymmärrystä siitä, miten suoliston mikrobiomi voi muuttua ajan myötä. "Avainkysymys on, 'Kuinka eri bakteerilajit asuttavat tiettyjä markkinarakoja?' Olemme käsitelleet osan tästä kysymyksestä, "sanoi Lele." Seuraava askel on tutkia useiden bakteerilajien reaktiota erilaisten suolistossa esiintyvien metaboliittien seokseen. "