Za studiju, objavljeno 26. svibnja u Stanica , međunarodni istražitelji prikupili su gotovo 5, 000 uzoraka tijekom trogodišnjeg razdoblja u 60 gradova u 32 zemlje i šest kontinenata. Istraživači su analizirali uzorke koristeći genomsku tehniku sekvenciranja koja se naziva sekvenciranje sačmarica kako bi otkrili prisutnost različitih mikroba, uključujući bakterije, arheje (jednostanični organizmi koji se razlikuju od bakterija), i virusi koji koriste DNK kao svoj genetski materijal. (Druge vrste virusa koji koriste RNK kao svoj genetski materijal, kao što je SARS-CoV-2, virus koji uzrokuje COVID-19, ne bi bilo otkriveno metodama analize DNK koje su korištene u ovoj studiji prije pandemije.)
Ovo polje istraživanja ima važne implikacije za otkrivanje izbijanja poznatih i nepoznatih infekcija te za proučavanje prevalencije mikroorganizama otpornih na antibiotike u različitim urbanim sredinama.
"Svaki put kad sjednete u podzemnu željeznicu, vjerojatno putujete sa potpuno novom vrstom, "rekao je viši autor dr. Christopher Mason, ko-direktor WorldQuant Initiative for Quantitative Prediction i profesor fiziologije i biofizike na Weill Cornell Medicine. Dr. Mason je također suosnivač i plaćeni konzultant Biotia i Onegevity Health, i plaćeni govornik za WorldQuant LLC.
Trenutna studija dovela je do otkrića 10, 928 virusa i 748 bakterija koji nisu prisutni ni u jednoj referentnoj bazi podataka.
Dr. Mason osnovao je MetaSUB (skraćeno od Metagenomics and Metadesign of Subways and Urban Biomes) 2015. godine, zajedno s dr. Evanom Afshinom, koji je tada bio student preddiplomskog studija na Macaulay Honors Collegeu na Queens Collegeu, a sada je klinički suradnik iz fiziologije i biofizike na Weill Cornell Medicine i plaćeni konzultant za Onegevity Health.
Nedavno objavljenu studiju vodio je dr. Zidar, David Danko, doktorand na Weill Cornell Graduate School u laboratoriju dr. Masona tijekom studija, i Daniela Bezdan, koji je u to vrijeme bio znanstveni suradnik u računalnoj biomedicini na Weill Cornell Medicine.
Prikupljanjem uzoraka mikroba i analizom njihovih gena-zajednički poznatih kao mikrobiomi-istraživači se nadaju da će saznati više o bakterijama, virusi i drugi mikroorganizmi koji žive među ljudima. Na primjer, istraživanje može pomoći u identificiranju pojave sojeva rezistentnih na antibiotike.
Predviđanje rezistencije na antibiotike samo iz genetskih sekvenci izazov je, ali su istraživači uspjeli mapirati neke gene za koje je poznato da su povezani s rezistencijom, kvantificirati njihovu brojnost i potvrditi sposobnost genetskih markera da daju otpor. Otkrili su da neki gradovi imaju više gena rezistencije od drugih, te da bi za neke od ovih gena mogli postojati potpisi specifični za grad.
Otpornost na antibiotike ostaje veliki globalni zdravstveni izazov. "Iako su potrebna daljnja istraživanja, ovaj skup podataka pokazuje vrijednost i potencijal za mapiranje i praćenje mikrobioma, i uvide koje liječnicima može pružiti, znanstvenici i službenici za javno zdravstvo, “Rekao je dr. Afshin.
Štoviše, Učenje o malim molekulama i bjelančevinama koje stvaraju mikrobi također bi moglo dovesti do otkrića novih antibiotika, kao i drugih molekula koje se potencijalno mogu razviti kao lijekovi. Mnogi antibiotici i lijekovi koji se trenutno koriste potječu iz mikrobnih izvora.
Otkrića o novim mikrobnim vrstama također bi mogla dovesti do novih laboratorijskih alata i pristupa, poput novih načina korištenja alata za molekularno uređivanje poznatog kao CRISPR. U ovoj studiji, istraživači su otkrili 838, 532 nova niza CRISPR-isječci virusne DNA pronađeni unutar bakterija-i 4,3 milijuna novih peptida (malih proteina).
Zahvaljujući tim naporima uzorkovanja, Doktor Mason je rekao da može predvidjeti s oko 90 posto točnosti gdje osoba živi, samo sekvenciranjem DNK na njihovim cipelama. Utvrđeno je da mnogi čimbenici utječu na mikrobiom grada, uključujući ukupnu populaciju i gustoću naseljenosti, uzvišenje, blizina oceana i klime. Nalazi o tim različitim potpisima mogli bi omogućiti buduće forenzičke studije.
Mikrobiom sadrži molekularne odjeke mjesta gdje je prikupljen. Primorski uzorak može sadržavati mikrobe koji vole sol, dok uzorak iz gusto naseljenog grada može pokazati upečatljivu bioraznolikost, “Rekao je dr. Danko.
Dr David Danko, Doktorand, Visoka škola Weill Cornell.
Dr. Mason i Afshin počeli su prikupljati i analizirati uzorke mikroba u podzemnoj željeznici u New Yorku 2013. Nakon što su objavili svoje prve nalaze, nazvan PathoMap, kontaktirali su ih istraživači iz cijelog svijeta koji su željeli napraviti slične studije za svoje gradove.
Međunarodni interes inspirirao je laboratorij dr. Masona za stvaranje MetaSUB -a i angažirao Danielu Bezdan za voditeljicu istraživanja. "Trebali smo međunarodno prihvaćene protokole, logistiku i sporazume o suradnji sa znanstvenicima, dobavljači, vladini uredi i filantropske zaklade za potencijalno 100 gradova u 20 zemalja, “Rekao je Bezdan.
Danas MetaSUB nastavlja rasti i proširio se na prikupljanje uzoraka RNA i DNA iz zraka, voda i kanalizacija, pored tvrdih površina. To je dovelo do bespovratnih sredstava od 5 milijuna dolara za sekvenciranje otpadnih voda i praćenje virusa u tri države (Florida, New York i Wisconsin), a koji je dio novog Nacionalnog sustava za nadzor otpadnih voda (NWSS) Centra za kontrolu i prevenciju bolesti.
Grupa također nadgleda projekte poput Svjetskog dana uzorkovanja gradova (gCSD), održava se svake godine 21. lipnja, i već je proveo opsežna istraživanja, uključujući opsežnu mikrobnu analizu Rio de Janeira, za vrijeme i nakon ljetnih olimpijskih igara 2016. Mnogi uzorci analizirani u trenutnoj studiji prikupljeni su na Globalni dan uzorkovanja gradova 2016. i 2017. godine.
Uzorkovanje u New Yorku provedeno je uz podršku kliničkog i translacijskog znanstvenog centra Weill Cornell Medicine (CTSC), u suradnji s višim voditeljem programa CTSC -a Jeffom Zhuom. Dr. Mason i njegove kolege trenutno se pripremaju za ovogodišnji događaj.
"Kad smo počeli 2015. konzorcij se sastojao od 16 gradova; šest godina kasnije imamo više od 100 gradova. Divno je imati ovu grupu znatiželjnika, samoinicijativni i entuzijastični su-istražitelji, "rekao je dr. Mason, koji je također profesor računalne genomike u računalnoj biomedicini na Institutu za računalnu biomedicinu visokog visočanstva princa Alwaleeda Bin Talala bin Abdulaziza Al-Sauda na Weill Cornell Medicine.
"Iako se uzorci prikupljaju diljem svijeta, velik dio analiza radi se upravo ovdje u New Yorku na Weill Cornell Medicine, "rekao je dr. Mason. Analiza i skup nizova također su utjecali na Mostove i Mostove-2, Superračunala Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE) u Pittsburgh Supercomputing Centru.
Istraživači MetaSUB -a u Švicarskoj (dr. Andre Kahles i Gunnar Rätsch) koristili su te sklopove i sirove podatke za izradu pretraživih, globalni portal DNK sekvenci (MetaGraph) koji je indeksirao sve poznate genetske sekvence (uključujući podatke MetaSUB -a). Portal preslikava sve poznate ili novootkrivene genetske elemente na njihovu lokaciju na Zemlji i može pomoći u otkrivanju novih mikrobnih interakcija i navodnih funkcija.
Izolacija DNA iz uzoraka uglavnom je izvedena uz podršku Zymo Research i Promega, i slijedio u suradnji s dr. Shawnom Levyjem na Institutu za biotehnologiju HudsonAlpha, Dr. Klas Udekwu sa sveučilišta u Stockholmu i njujorškog Genomskog centra. Buduće i tekuće studije razmatrat će RNK i DNK s dugim očitavanjem i metodama prostornog snimanja, kao i pratiti metabolite s globalnih web mjesta, i nastaviti ažurirati genetsku kartu planetarnih razmjera.
Organske jabuke imaju probiotička svojstva
Novi alat bilježi i prati rast mikrobioma
Domaći psi za koje nije vjerojatno da će prenijeti SARS-CoV-2,
Ekstrakt sjemena ksilitola i grejpa obećava u sprječavanju infekcije SARS-CoV-2,
Ljudskim koronavirusima potrebni su organski materijali za učinkovit prijenos između površina
Znanstvenici dokazuju ulogu mikrobioma u pretilosti
Disbioza u crijevnoj mikrobioti može uzrokovati ozbiljnu sekundarnu infekciju u pacijenata s COVID-19
Zanimljivo istraživanje koje su proveli znanstvenici u SAD-u nedavno je otkrilo da je mikrobiološka zajednica u crijevima izravno pogođena teškim akutnim respiratornim sindromom koronavirusa 2 (SARS-C
Zamjena crvenog mesa za biljne zamjene smanjuje rizik od kardiovaskularnih bolesti
Kardiovaskularne bolesti krovni su izraz koji se koristi za definiranje stanja koja utječu na srce i krvne žile i obično su povezane s nakupljanjem masnih naslaga i povećanim rizikom od stvaranja krvn
Prehrana s malo fermentiranih ugljikohidrata poboljšava kvalitetu života pacijenata s IBD -om
Novo istraživanje koje su proveli istraživači s Kraljevskog koledža u Londonu otkrilo je da je prehrana s malo fermentiranih ugljikohidrata poboljšala simptome crijeva i kvalitetu života povezanih sa