Löytää ihmisen historia vatsaan bacteria

löytää ihmisen historiaa vatsan bakteerit
Abstract
Tuoreet analyysit ihmisen taudinaiheuttajien on todettu, että niiden evoluution historia ovat yhtenevät oletettua mallia antiikin ja modernin ihmisen väestöliikkeet. Phylogenetic puut -bakteerin kantojen Helicobacter pylori
ja polyoomate- JC tautiviruksen maantieteellisesti erilaisten ryhmien ihmisten korreloinut läheisesti suhteita populaatioissa, joissa ne löytyvät.
Charles Darwin totesi, että jakelun ja muoto loiset oli kehityksellisesti merkittävä. Hän totesi, esimerkiksi että "... Pediculi [täitä] kerätään eri maiden erilaiset ihmisrodut ... eroavat paitsi väriä, mutta rakenteessa kynnet ja raajat. Jokaisessa tapauksessa jota monet yksilöt saatiin erot olivat vakio "[1]. Viime aikoina useat tutkimusryhmät [2-7] ovat havainneet mielenkiintoisia korrelaatioita evoluution välisiä suhteita eri bakteeri- ja viruskantojen isännöi ihmisten ja rakenteessa vaellukset modernin ihmisen kaikkialla maailmassa.
Erityisen mielenkiintoinen tapaus on Helicobacter pylori
, gram-negatiivinen bakteeri liittyy gastriitti, mahahaava, ja mahasyövän, jotka voivat tartuttaa jopa puolet kaikista ihmisten [8]. Löytö, että bakteeri-infektio voi johtaa mitä pidettiin kroonisten sairauksien [8] oli silmiinpistävä esimerkki siitä, että tartuntataudit ei ole vielä vallannut. Jatkuva immuunikadon (AIDS) epidemia, puhkeamisen Ebola Keski-Afrikassa, ja nykyinen leviäminen Länsi-Niilin virus Yhdysvalloissa ja vakava äkillinen hengitystieoireyhtymä (SARS) Aasiasta saadaan näyttöä pervasiveness ja terveysvaikutuksia tartunnanaiheuttajien jopa ikä rokotuksen ja mikrobilääkkeiden ja viruslääkkeiden hoitoja. Monet tartuntataudit arvellaan syntyneen samanaikaisesti maatalouden kehitystä ja nousu kaupunkiasumisen. Jos sen sijaan monet taudinaiheuttajia "suhteita ihmisiin ovat paljon vanhempia, ei olisi yllättävää, syvempää evoluution assosiaatiot ihmisiin ja niiden mikrobi- ja virus- hyökkääjät.
Evoluutiohistoriasta helikobakteeri
voi toimia esimerkkinä n koevoluutio bakteerin ja sen ainoa tunnettu isäntä. H. pylori
genomi on suhteellisen pieni 1,67 megabases, jossa on minimaalinen täydentää metabolisen geenien [9]. Vaihtelua Helikobakteeri
isolaatteja eri ihmisiltä tai jopa yhden henkilön on suuri, mikä ainutlaatuinen sormenjäljet ​​lähes kaikkiin eristää toistaiseksi kirjoitettu. Koodaava geenit eivät ole kovin erilaisia, mutta: useimmat vaihtelua esiintyy kolmannen emäksen kannasta kodonia tai inversioita tai translo-kationit, jolloin koodattu aminohapposekvenssit suhteellisen samankaltaisia ​​[2]. Tämä aminohappojakso säilyttäminen on onni rokote tutkimukseen, koska yksi rokote on todennäköisesti tehokas monissa kantoja. Mielenkiintoisempaa on se, että H. pylori
on erittäin korkea rekombinaation suurempi todellisuudessa kuin minkään muun organismin ominaista mennessä [3, 10].
Tavallisesti sellainen korkea rekombinaation olisi tehdä päätellä organismin kehityshistoriaansa hyvin vaikeaa, koska tietoa alkuperästä kunkin mutaation olisi menetetty, koska se leviää koko populaation. Mutta yhdessä lähetystavasta helikobakteeri
, tämä erittäin korkea rekombinaatiota voi itse asiassa tehdä evoluution päätelmiä helpompaa. Useat tutkimukset viittaavat vahvasti siihen, että H. pylori
yleensä lähetetään perheissä, yleensä äidiltä lapselle [11, 12]. Siten siirto H. pylori
jollakin tavoin jäljittelee emolta lähetetyn mitokondrio-DNA [13]. Koska mitokondriaalisen DNA lähetetään ainoastaan ​​yhdeltä vanhemmalta (äiti) eikä recombine, se on osoittautunut ihanteellinen geneettinen järjestelmä päätellä ihmisen evoluution historiassa (katso alla) [14, 15]. Jos H. pylori
on todellakin pääasiassa emolle lähetetään, uusia kantoja ei yleensä tartuttaa henkilön elinaikanaan; yhdessä korkea rekombinaation, tämä merkitsisi sitä, että mutaatiot, jotka kertyvät populaatiossa bakteerien yksilön vatsa on suhteellisen homogeeninen. Tämän pitäisi johtaa parvi kannoista, jotka ovat hyvin läheistä sukua toisilleen, joka sisältää monia mutaatioita, joita on tapahtunut yksittäisissä bakteereissa. Parvia löytyy eri ihmisille tulee siis olemaan enemmän erilaisia ​​keskenään, jos oli vähemmän rekombinaatiota. Dating tartuntataudit leviävät nopeasti ympäri maailman ja kannat eri alueilla ovat suhteellisen samankaltaisia, mutta alustava näytteenotto helikobakteeri
ihmisiltä eri alueilla maailmassa paljasti melko vahva maantieteellinen jakaantumisen Euroopan ja Aasian helikobakteeri
tyypit [2-4]. Äskettäin Falush ja työtovereiden [5] ovat tarkastelleet tätä eristämistä yksityiskohtaisemmin. Sekvensoinnin jälkeen kahdeksan geenejä - yhteensä 3850 nukleotidin - 370 kantoja peräisin 27 väestössä, he löysivät 1418 polymorfisen nukleotidin kantoja. Sitten he sovellettu uutta analyyttinen väline, rakenne [16], joka kehitettiin päätellä ihmisen geneettinen rakenne multilocus genotyyppitietoja. Ohjelma käyttää Bayesin menetelmiä tunnistaa osaryhmään erottuva alleeli taajuuksilla, ja klustereita alaryhmistä, vaikka läsnä rekombinaation [16]. Kun tätä tekniikkaa sovellettiin helikobakteerin
sekvenssit, neljä pääryhmään löytyivät - kaksi Afrikasta ja yksi Euroopasta ja Aasiasta (kuva 1a) [5]. Kuva 1 väliset suhteet väestössä, laskettuna Helikobakteeri
löytyy mahat ja mitokondrion DNA-tietoja. (A) väliset suhteet modernin alaryhmien helikobakteeri
[5]. Kustakin alaryhmästä edustaa ympyrä, jonka halkaisija on verrannollinen geneettistä monimuotoisuutta sitä. Keskukset, piireissä yhdistävät fylogeneettistä puu osoittaa väliset suhteet neljä osapopulaatioiden. Bakteerit kustakin alaryhmästä löytyy pääasiassa ihmisiä, jotka ovat peräisin alueilta esitetty. (B) väestötason fylogeneettinen puusta helikobakteerin
maantieteellinen alapopulaatiot esitetty (a). (C) mediaani-liittymällä verkosto väestössä peräisin mitokondrio-DNA [14]. Tällainen verkko osoittaa vaihtoehtoista mahdollista evoluution suhteita klustereita. Jokainen ympyrä edustaa klusterin mitokondrioiden tyyppejä, joiden halkaisija on verrannollinen taajuuteen, että tyypin sisällä alapopulaatioita. Kaikki ei-Afrikkalainen populaatiot ovat peräisin yhdestä Afrikkalainen linjaa; verkoston suhteita tämän perimyslinjaa suurennettu (ylhäällä). (A, b) Mukautettu [5]; (C) mukailtu [14].
Jokainen klusterin saapuvat Falush ja työtovereiden [5] voidaan jakaa alaryhmiin; Esimerkiksi "Africa 1" klusteri voidaan jakaa edelleen alaluokkiin Länsi- ja Etelä-Afrikkalainen subclusters, ja Itä-Aasian nippuun voitaisiin jakaa Aasian, Amerind, ja maori subclusters. Maantieteellinen osiointi sisällä 200 eurooppalaiset kannat oli erityisen monimutkainen, oletettavasti koska lukuisat ryhmät ovat pyyhkäisi edestakaisin Euroopassa viime vuosituhansien. Euroopan kannat myös satunnaisesti ilmestyi Amerikassa, Australiassa, ja joukossa eteläafrikkalaiset, oletettavasti heijastaa siirtomaa valloitus.
Fylogeneettiseen suhteet Näiden klustereiden (kuva 1b) ja niiden osa-alueet [5] osoittavat kuvio samanlainen kuin saadaan käyttämällä mitokondriaalisen DNA vaihtelu (kuva 1c) [14, 15]. Nykyihmisen geenipooli, kuten päätellä mitokondriaalisen DNA ja tukevat Y kromosomitutkimukset, uskotaan olleen Afrikkalainen alkuperä noin 150,000-200,000 vuotta sitten [14, 15, 17, 18]. Alkuperäinen väestöryhmälle levisi ja hajautettua koko Afrikassa lähes 100000 vuotta, ennen laajenemassa Länsi-Aasiassa ja Euroopassa ja osaksi Etelä- ja Itä-Aasiassa noin 50,000-60,000 vuotta sitten, joka korvaa nykyisen arkaainen populaatioiden ihmisten näillä alueilla. Jälkeinen muutto levitä Australiassa 40000 vuotta sitten, sen jälkeen Tyynenmeren saarilla, ja myöhemmin Pohjois-Amerikkaan, noin 15000 vuotta sitten (kuva 2) [14, 15, 17, 18]. Huomionarvoista samankaltaisuus tätä näkemystä ihmiskunnan historian ja tulokset tutkimuksista Helikobakteeri
johtanut Falush ja työtovereiden [5] sekä muut [2] päätellä, että H. pylori
kehitys on seurannut polku nykyaikaisen ihmisen laajeneminen ja muuttoliike. Tämä työ tarjoaa siten toisentyyppistä analysoitavaksi ihmisen evoluution ja muuttoliike, riippumaton mitokondrio-DNA ja Y-kromosomia, joka on arvokasta lisätutkimuksia. Valitettavasti arvioimalla eroavuus peräisin Helikobakteeri
on erityisen vaikeaa, johtuen erittäin korkea rekombinaation [10]. Lisänäytteitä ja analyysimenetelmiä voidaan vaatia edelleen testata muuttavien hypoteesi. Kuvio 2 on kartta rakenteessa laajeneminen ja muuttoliike modernin ihmisen kaikkialla maailmassa, tehtyihin tutkimuksiin mitokondrioiden DNA: n ja Y kromosomit [14, 15, 17, 18]. Numerot osoittavat likimääräistä aika (vuotta ennen läsnä), kun modernin ihmisen esiintyi ensimmäisen kerran merkitty alue.
Muut taudinaiheuttajia on ehdotettu seurata evoluution historiaa samanlainen isäntiensä. Yksi mielenkiintoisimmista esimerkkejä, mutta joissa on ei-ihmisen isäntä, että kirvoja, bakteerin tavataan niitä, ja kaksi plasmidia, jotka liittyvät bakteeri. Funk et ai.
[19] totesi, että päätelty intraspecifrc phylogenies näistä neljästä genomien olivat täysin yhtenevät. Palattuaan ihmispatogeenien, ihmisen polyoomavirus JC-virus (JCV) voidaan jakaa genotyypit, jotka vastaavat suuret Manner maamassoja [6]. Kuten Helikobakteeri
, JCV - mikä voi aiheuttaa progressiivinen multifokaalinen leukoenkefalopatia (tappio myelination vuonna keskushermostoon) - on erittäin yleistä keskuudessa ihmisillä seurauksena familiaalinen lähetyksen. Yhteensä 12 tunnettujen alatyyppejä on määritelty, eurooppalaisten, Afrikkalainen, ja Aasian jakaumat [7]. Vaikka suora päätelmiä koskevan Afrikkalainen alkuperän JCV ovat ongelmallisia, koska ei ole sopivaa outgroup jolla juurruttaa fylogeneettiseen puu, kun Afrikkalainen alkuperä oletetaan, kohtuullinen evoluutiohistoriasta Voidaan olettaa (kuva 3) [7]. Kuten Helikobakteeri
, inferring molekyyli eroavuus juontaa tällä hetkellä ongelmallista JCV. Lisätutkimisesta evoluutiohistoriasta näiden ihmispatogeenien vuoksi on tarpeen. Kuvio 3 Relationships ihmisen polyoma JC-viruksen (JCV) alatyyppeihin todettu ihmisillä eri puolilla maailmaa [7]. Kirjaimet viittaavat yksittäisiin alatyyppejä. (A) hypoteesin leviämisen seurantaa JCV alatyyppien läpi maailman (poislukien Amerikka); (B) johdettua fylogenia JCV alatyyppejä, olettaen Afrikkalainen alkuperä viruksen. Mukautettu [7].
Selvittämiseen malleja kehittäen ihmispatogeenien saattaa lopulta tuovat lisänäyttöä ei vain niiden historiaa vaan myös ihmisen evoluutio ja historiasta. Tämä on erityisen totta taudinaiheuttajia kuten H. pylori
, joilla on pääasiallisesti äiti-lapsi lähetystavasta matkien mitokondriaalisen DNA evoluutio. Helikobakteeri
n kausaalinen rooli useissa kroonisten vatsa olosuhteissa on vain yksi monista nykyisen esimerkkejä tiedetään tai epäillään rooli tarttuvan taudinaiheuttajan johtaa kroonisiin sairauksiin. Bakteerit epäillään olevan mukana kehittämässä arterioskleroosin, aivohalvaus ja Crohnin tauti, kun taas virukset tiedetään johtavan AIDS ja erilaisten krooninen hepatiitti. Kohdunkaulan syöpä, hepatosellulaarinen karsinooma, Burkittin lymfooma, Kaposin sarkooma, ja ehkä diabetes ovat myös joko tiedetään tai epäillään olevan virusperäinen. Jos jotkut arjen kroonisten sairauksien osoittautua bakteeri- tai virusperäisiä, maailmanlaajuinen tutkimukset näistä taudinaiheuttajista ihmisväestöissä olisi tapahduttava välittömästi, jotta tietoa kehityksestä ja monimuotoisuus näistä taudinaiheuttajista voidaan sisällyttää tutkimusohjelmia, joiden tarkoituksena on parantaa edellytyksiä, että ne aiheuttavat.

• Vertailu kasvien jota käytetään ihon ja vatsavaivojen Trinidad ja Tobago Aasian ethnomedicine
• Tunnistaminen DNA metylaatiomuutokset liittyvät ihmisen mahasyöpä