"Ljudi se uvijek nasmiju kad to kažem, "dodaje." Ali to je istina. "
Naše bogato novo razumijevanje mikrobnih zajednica i njihovog utjecaja na ljudsko zdravlje ili produktivnost usjeva dovelo je do sna o promjeni ovih zajednica kako bi proizvele dobrobiti. U potrazi za tim snom, milijuni Amerikanaca sada uzimaju probiotike, za koje se nadaju da će im poboljšati crijeva.
No, ogromna složenost i otpornost ovih mikrobioma ostavljaju istraživače nesigurnima kako proizvesti predvidljive i dugotrajne promjene na bolje.
Novo istraživanje Handelsmana i njezinih suradnika direktno se bavi tom složenošću. Tim je razvio zajednicu koju su nazvali THOR, tri vrste bakterija izoliranih iz korijena soje i zajedno uzgojene. Kompleksna zajednica mikroba zajedno je razvila nova ponašanja koja se ne mogu predvidjeti samo od pojedinačnih članova - razvili su čvršće strukture poznate kao biofilmovi, promijenio način na koji su se kretali po svom okruženju, i kontrolirao oslobađanje novog antibiotika.
Svaki od tri člana THOR -a ima sekvenciran genom, a na raspolaganju je niz alata za jednostavno proučavanje bakterija odvojeno i zajedno, što otvara mogućnosti za početak otkrivanja složenosti mikrobnih zajednica poput THOR -a i drugih. Bolje razumijevanje ovih mikrobioma moglo bi pomoći znanstvenicima da shvate kako ih poboljšati.
Rad je objavljen 5. ožujka u časopisu mBio . Rad je vodio postdoktorski istraživač laboratorija Handelsman, Gabriel Lozano sa suradnicima na Odjelu za patologiju biljaka UW-Madison, Sveučilište Yale i druge institucije.
Gromoglasno ime THOR potječe od članova zajednice:Autostoperi rizosfere. Prije nekoliko godina, Handelsmanov laboratorij primijetio je da je na vožnju došlo nekoliko bakterija kada su članovi mikroorganizama korijena soje izolirani članovi uobičajenih bakterija Bacillus, poznat kao rizosfera. Ovi stoperi pokazali su se tek kad su se Bacillus bakterije uzgajale na hladnoći nekoliko tjedana.
Te uske povezanosti između različitih vrsta sugeriraju da bi mogle poslužiti kao model zajednice za ispitivanje kako se složene osobine pojavljuju kada više vrsta dijeli isti prostor. Znanstvenici su se bavili uzgojem vrsta iz skupina bakterija Pseudomonas i Flavobacterium za uzgoj i proučavanje uz Bacillus.
Kombinirano, članovi THOR -a su se hvalili s 15 -ak, 000 gena i sposobni su proizvesti tisuće malih molekula, stvaranje "slojeva složenosti" tijekom vremena i u prostoru, kaže Handelsman.
Kad se uzgaja sama, Pseudomonas član THOR -a proizvodi biofilm, srčana struktura koja štiti bakterije od okoliša. Biofilmovi žvaču implantate koji se koriste u medicini i čine bakterije otpornima na antibiotike. Kad su sva tri člana THOR -a odrasla zajedno, zajednica je proizvela dva puta više biofilma, a biofilm je trajao dulje nego kad je Pseudomonas bio sam.
"Čak i kad je njihova populacija mala, ove druge vrste izazivaju veće biofilmove, "kaže Handelsman.
I druge složene osobine pojavile su se u THOR -u. Član Bacillusa smanjio je proizvodnju antibiotika Pseudomonasa, štiteći Flavobacterium od njihovih učinaka. A drugi članovi THOR -a su inducirali kolonije Bacila da izrastu poput grana drveta, šireći se oko i oko drugih bakterija u složenim uzorcima.
Mnogi napori za manipulaciju mikrobiomima usmjereni su na poboljšanje zdravlja ljudi, i modeli zajednice poput THOR -a mogli bi pomoći znanstvenicima da shvate kako se složeni mikrobni odnosi mogu promijeniti kako bi nam koristili.
No THOR -ove informacije o mikrobiomu korijena biljaka, rizosfera, jednako je važno. Rizosfera pomaže pri lijepljenju tla, sprječavanje erozije. I tlo blokira tri puta više ugljika nego što pluta u atmosferi, što ga čini važnim elementom u rješavanju klimatskih promjena. Znajući kako se pojedini mikrobi okupljaju kako bi stvorili bogate, složeno ponašanje mikrobioma tla može biti ključ za maksimiziranje koristi koju imamo od ovih neviđenih zajednica.
"To je jedan od najkritičnijih odnosa koje imamo, "kaže Handelsman.
Bakterija E. coli koja se širi lošom higijenom toaleta,
Disbioza u crijevnoj mikrobioti može uzrokovati ozbiljnu sekundarnu infekciju u pacijenata s COVID-19
Suočavanje sa sindromom iritabilnog crijeva
Da li naljepnice na komercijalnim proizvodima od kefira ispravno prijavljuju mikrobiološku razinu?
Dezinficijensi za kućanstvo mogli bi pridonijeti riziku od pretilosti kod djece
RNK sekvenciranje nudi nove uvide u mikrobiom
Zemlje sa starijom populacijom imaju veće infekcije i smrtnost od SARS-CoV-2,
kaže studija Više od godinu dana u pandemiji koronavirusa 2019. (COVID-19), uzrokovana teškim akutnim respiratornim sindromom koronavirusa 2 (SARS-CoV-2), razlika u ozbiljnosti kliničkog sindroma prem
Infliximab može ometati učinkovitost nekih cjepiva protiv COVID-19
Budući da su mnoge zemlje teško pogođene ponovljenim valovima teške infekcije koronavirusom 2 (SARS-CoV-2) s akutnim respiratornim sindromom, s povezanim visokim stopama simptomatske koronavirusne bol
Sastav i struktura nazofaringealnog mikrobioma povezani su s težinom bolesti COVID-19
Virusne infekcije povezane su s promjenama u mikrobiomu gornjih dišnih putova/nazofarinksa (NP). U Dodatku, mnoge studije pretpostavljaju mogućnosti super infekcija zbog potisnutog imuniteta tijekom v