A térökológia vagy a tájökológia olyan kutatási terület, amely a bakteriális közösségek közötti térbeli mintázatok kialakulását vizsgálja. A „szemcsék” nagysága (a legkisebb mért egység) és a „kiterjedés” (a megfigyelések tartománya) fontos meghatározói a vizsgálati skálának. A skála döntő fontosságú, amikor elméleteket kell építeni az ilyen közösségek szervezéséről.
Hogyan alakulnak ki az ilyen minták? Az emberi szájban, legalább, a válasz olyan tényezőket tartalmaz, mint a hőmérséklet, a páratartalom, a nyál folyása, az oxigén szintje, a pH, valamint a horzsolások vagy a szájhigiénés eljárások előfordulásának száma. Ezen makroszintű tényezők mellett a mikrobák maguk termelnek és hasznosítanak metabolikus vegyületeket, tápanyagok, és inhibitorok, beleértve az antimikrobiális molekulákat. Fizikailag is megakadályozzák, hogy más mikrobák elfoglalják az első helyet, vagy felületük jó foltokat kínálhat más mikrobák kötődéséhez. Az ilyen interakciók sokszínű és funkcionálisan redundáns közösséghez vezetnek, amely többé-kevésbé stabil és metabolikusan aktív az intermikrobiális kölcsönhatás szintje szerint.
A térbeli orientáció feltérképezéséhez más tényezőket is ismerni kell, mint például a mikrobák közötti távolság, valamint a mikrobák és más gazdaszervezetek, például a legközelebbi gazdasejt vagy a biofilm felülete, amelynek a mikroba része. A képalkotást arra használják, hogy információt nyerjenek az ilyen mintákról egyedi sejtszinten, akár egy milliméteres skálán.
A kombinatorikus címkézésnek nevezett technika kifejlesztése a spektrális képalkotó-fluoreszcens in situ hibridizációval (CLASI-FISH) együtt segített több mikrobakategória azonosításában és lokalizálásában egyidejűleg azáltal, hogy bármilyen típusú mikrobát több fluorofórral megjelölt. Ez segít vizualizálni a mikrobák közösségeit alkotó mikrobák egész rendszerének térbeli elrendezését mikron skálán.
Bakteriális biofilm a nyelv felszínéről lekaparva és a CLASI-FISH segítségével leképezve. Az emberi hámszövet központi magot képez (szürke). A színek különböző baktériumokat jeleznek:az Actinomyces (piros) a maghoz közeli régiót foglalja el; A Streptococcus (zöld) a külső kéregben és a belső csíkokban található. Más taxonok (Rothia, cián; Neisseria, sárga; Veillonella, bíbor) fürtökben és csíkokban vannak jelen, amelyek arra utalnak, hogy a közösség a központi magtól kifelé növekszik. Képhitel:Steven Wilbert és Gary Borisy, A Forsyth Intézet A jelenlegi tanulmány több spektrumú fluoreszcens képalkotást használ annak megállapítására, hogy milyen szerepe van a nyelv mikrobiális rendszereinek térbeli ökológiájában. Itt több sűrűn csoportosuló mikrobák érintkeznek az emberi hámmal és más szájüregi élőhelyekkel, például a száj nyálkahártyájával és a fogakkal.
A nyomozók egy bordázott műanyag nyelvkaparóval összegyűjtötték a lekapart mintát hátulról előre. Ezeknek a biofilm -töredékeknek a mérete és belső elrendezése arra a következtetésre jutott, hogy a baktériumok térbeli elrendezését reprezentálják a nyelv hátuljának különböző szintjein, hűen, több száz mikrométeres skálán. Ezek a szintek magukban foglalják a nyelvet borító filiform papillák tetejét, a völgyek közöttük, és a belőlük kinyúló finom tüskék, amelyek mindegyike különböző típusú baktériumokat fogad be.
A kutatók először azonosították a fő baktériumtípusokat a mintákban, amelyeket 21 egészséges önkéntes nyelvéről kaptak le szekvenálással, majd elemezte az egyes osztályokat, hogy teljes körű képet kapjon a mikrobióma szerkezetéről kellő részletességgel ahhoz, hogy minden kulcsfontosságú fajhoz hozzá lehessen rendelni a nyelvfoltot.
A nyelvközösség mikrobiális génjeinek nagy része korlátozott számú oligotípusból épül fel, a Human Microbiome Project (HMP) szerint. Összekapcsolva a szájban lévő oligotípusokat a kibővített humán orális mikrobiom adatbázis (eHOMD) baktériumosztályaival, a kutatók 17 baktériumnemzetséget azonosítottak, amelyek az emberek több mint 80% -ában jelen vannak, és a mikrobák 0,5% -át alkotják. A HMP szekvenálási adatainak felhasználásával, azt találták, hogy a bakteriális szekvenciák 95% -a vagy több hasonló nemzetségcsoportból származik.
A kutatók arra a következtetésre jutottak, hogy ezek a nemzetségek "valószínűleg alkotják mind az egészséges TD mikrobióma térbeli, mind metabolikus keretét".
A kutatók háromféle mikrobiális elrendezést találtak:szabad baktériumokat, baktériumok a lapos hámsejteken, és bakteriális konzorciumok, vagy szerkezetileg összetett csoportok. Az utóbbiak bakteriális biofilmek voltak, amelyek több réteg mikrobából készültek, határozott határral és hámmaggal.
A baktériumok összetételének elemzése minden kategóriában és térbeli helyen azt mutatta, hogy a konzorciumok homogénebbek voltak, mint a többi kategória, hasonló mintázatú baktériumok minden mintában. A szabad és hámhoz kötött baktériumok egyedül vagy kis csoportokban fordultak elő. Ellentétben, minden konzorcium ugyanazt a lokalizált patch -struktúrát mutatta, mindegyiket egy baktériumtípus uralja.
Minden tapasznak külön határa van, tíz -száz mikrométer hosszú, és magja az emberi nyálkahártya hámsejtjei. A konzorciumok a kerületi övezet között élnek, amely nyálnak és oxigénnek van kitéve, és a hámmag.
Legalább egy minta minden résztvevőtől, és a mintaképek több mint 95% -a, 3 nemzetség jelenlétét mutatta: Actinomyces, Rothia, és Streptococcus . Mindegyiknek megvolt a maga „édes helye” a konzorciumban, val vel Actinomyces nagy folytonos doméneket képezve a mag közelében vagy csíkokat más baktériumok foltjai között. Rothia nagy foltokat képeztek a kerület közelében, valamint a hám- vagy baktériumsejtek magja körül. Egy ilyen kéregrétegen belül, az Rothia gyakran más baktériumok patakjai vagy foltjai bontották fel. Streptococcus vékony külső réteget képezett a konzorciumon, valamint a benne lévő vénákat vagy foltokat.
A vizsgálatban részt vevő összes személy mintáiban más prominens baktériumtípusok is szerepeltek Veillonella, Gemella, Neisseriaceae, és törzs Saccharibacteria . Ezen baktériumok némelyike segíthet a nyálban lévő nitrát nitritvé alakításában, és ezáltal segít szabályozni a szervezet nitrogén -monoxid szintjét. A sejtek kevesebb mint ötöde nem volt festve egyetlen specifikus szondával sem.
Következő, a nyomozók megvizsgálták a konzorcium különböző nemzetségeit, minden faj egy nemzetségben, és különösen egy faj, amelyről azt gondolták, hogy az adott nemzetség nyelvén képviselteti magát. Ahogyan az a HMP adatokból várható volt, megtalálták, például, hogy Rothia képviselte R. mucilaginosa , Actinomyces által A. odontolyticus , és sokkal kisebb mértékben, A. graevenitizii , és Neisseria által N. flavescens . S. mitis , S. salivarius és S. parasanguinis minden konzorciumon találtak, de különböző helyeken.
A tudósok feltételezik, hogy a nyelv háti részén található baktériumsejtek szaporodva egymáson nyomódnak. Minden osztály gyorsabban növekszik azon a területen, amely ideális a növekedésükhöz, egyenetlen alakú foltokhoz vezet. Ez az eredete az érett mikrobiómában tapasztalt tapasz -elrendezésnek. Rossz egészségi állapotban, a mikrobiális közösség szerkezete változhat.
"Tanulmányunk újszerű, mert korábban senki sem tudta úgy nézni a biofilmet a nyelvén, hogy megkülönböztesse a különböző baktériumokat, hogy láthassuk, hogyan rendeződnek el, "mondja Gary Borisy kutató." A bakteriális közösségekkel kapcsolatos korábbi munkák nagy része DNS-szekvenáláson alapuló megközelítéseket használt, de hogy megkapjuk a DNS -szekvenciát, először fel kell őrölni a mintát, és ki kell vonni a DNS -t, ami tönkreteszi az összes gyönyörű térbeli szerkezetet, ami ott volt. A CLASI-FISH technikával végzett képalkotás lehetővé teszi a térszerkezet megőrzését és a baktériumok azonosítását. "
Más szavakkal, ez a képalkotó módszer képes volt azonosítani az egyes konzorciumok legtöbb celláját, valamint azok bősége és térbeli elrendezése a táplálkozási forráshoz és az aljzat elhelyezkedéséhez képest.
A mikrométeres léptékű vizsgálatok segítenek megkülönböztetni a mikrobiális közösségeket biológiai elrendezésükhöz képest. A fajszintű szondák használata azt mutatja, hogy sok faj egy helyszínen előforduló szakember, mint a plakk, de nem a másikban, vagyis a nyelv hátsó.
A kutatók arra a következtetésre jutnak, "Bár a képalkotás csak egy a számos kulcsfontosságú technológia közül, egyedülálló előnye, hogy megmutatja nekünk a célt:a tájat és a mikrobák által épített szerkezeteket, amelyeket meg kell magyaráznunk és meg kell ismételnünk ahhoz, hogy megértsük a mikrobiális közösséget. "
A cryptosporidiosis súlyosbodik az általánosan használt probiotikumokkal
A tiopurinok segíthetnek megállítani a vírusok replikációját az emberi koronavírusokban
Az anya-baba SARS-CoV-2 átvitel terhesség alatt lehetséges, de ritka,
A mikrobákból származó koronavírus-ellenes molekulák kulcsfontosságúak lehetnek az új kezelésekben
Intézkedések a SARS-CoV-2 szennyvízen keresztüli terjedésének megakadályozására a szegény régiókban
Az ultraibolya B fény jó a bél mikrobiom számára
A tudósok teljes emberi genomot vonnak ki több ezer éves „rágógumiból”
Úgy tűnik, hogy a rágógumi nem új trend! A kutatók 5 rágógumit találtak, 700 éves, és nyomokat szolgáltatott az ősi DNS -re vonatkozóan. Az eredményeket tartalmazó tanulmányt a folyóiratban tették köz
A probiotikumok terápiás előnyöket kínálhatnak a biopoláris betegek számára
A baltimore -i Sheppard Pratt Health rendszer tanulmánya kimutatta, hogy a probiotikumok potenciális terápiás megközelítésként szolgálhatnak a bipoláris zavar és más pszichiátriai állapotok kezelésére
A SARS-CoV-2 fertőzés meghosszabbítja a vírusszaporodást és a limfociták elvesztését rákos betegeknél
A daganatos betegeknek nagyobb kihívást jelent a fertőzés, amikor kezelés alatt vannak-ez a súlyos COVID-19 betegség és halál kockázatának teszi ki őket. Azonban, hogy a súlyos akut légzőszervi szindr