"Amikor az orvos antibiotikumot ír fel, sokoldalú kísérletet állít fel az emésztőrendszerben, "magyarázza Carnegie Will Ludington" Mit taníthat ez nekünk a természetben a fajok kölcsönhatásának molekuláris elveiről? "
Új munka a Ludington és a Stanford Egyetem K.C. Huang megválaszolta ezt a kihívást jelentő kérdést, és felfedezte az antibiotikum -tolerancia új formáját. Eredményeik, amelyek fontos egészségügyi következményekkel járnak, által közzétett eLife .
Ez egyike azon kutatási területeknek, amelyeken Ludington a gyümölcslégy mikrobiomját használja a baktériumközösségben élő fajok közötti kölcsönhatások megértésére. Ideális környezetet teremt a természetes baktériumpopulációk és az emberi mikrobióma vizsgálatához.
Az emberi mikrobióma a bélünkben élő mikrobák százainak és ezreinek ökoszisztémája. Befolyásolja egészségünket, sőt hosszú életünket. De nehéz megmagyarázni azt a számtalan módot, ahogyan a mikrobiomunkat alkotó különböző fajok kölcsönhatásba lépnek egymással és befolyásolják őket, normál körülmények között is. Az antibiotikumok bevezetése után keveset értünk arról, hogy ezek a létfontosságú közösségek hogyan hatnak biokémiai szinten.
Ezért a gyümölcslégy ilyen kiváló modellt készít. Az emberi mikrobiomával ellentétben csak maroknyi baktériumfajból áll.
Valóban szerettük volna megérteni, hogy egy antibiotikum célzása bizonyos fiziológiai folyamatokra hogyan befolyásolja a közösségen belüli baktériumfajok közötti metabolikus kölcsönhatásokat és az erőforrások megosztását. Ez különösen fontos, mert a természetben a baktériumok változatos közösségekben élnek. "
Andrés Aranda-Díaz, vezető szerző a Stanford Egyetemen
A gyümölcslégy mikrobióma egyszerűsége tökéletes eszközzé teszi annak felfedésére, hogy az antibiotikumok bevezetése hogyan változtatja meg ezt a többfajta biokémiai kölcsönhatást.
"Azt találtuk, hogy a bél mikrobioma ökoszisztémájában élő fajok közötti kölcsönhatások befolyásolják az antibiotikumok hatékonyságát az egyes fajok elpusztításában ezen a közösségen belül, valamint az egész közösség anyagcseréjét, - mondta Huang.
A kutatók bebizonyították, hogy amikor a gyümölcsből származó baktériumok egy típusa lebeg mikrobiómában, az úgynevezett Lactobacillus-amelyek joghurtban is megtalálhatók-az ecetet termelő Acetobacter nevű légybaktériummal együtt termesztik, kevésbé hajlamos az antibiotikumok általi halálra.
Ez az antibiotikum tolerancia nevű jelenség újonnan felfedezett kategóriája, ami azt jelenti, hogy a sejtek együtt sokkal lassabban pusztulnak el, mint önmagukban. A tolerancia veszélyes lehet, mert ez a késlekedés növeli annak kockázatát, hogy az antibiotikummal szembeni teljes rezisztencia kialakulhat.
"Normális esetben, tolerancia akkor fordul elő, ha egy sejt lelassítja az anyagcserét az antibiotikum -expozíció hatására, - magyarázta Ludington. - De ebben az esetben a tolerancia valójában a fokozott anyagcserével függ össze. "
Kiderült, hogy az acetobaktériumok fogyasztják a tejsavat, amelyet a szomszédos Lactobacillus hulladékként választ ki, fitnesz előnyt biztosít mindkét fajnak, és kiváltja a csapat által felfedezett toleranciát.
"Még nem tudjuk pontosan, hogyan történik ez, de úgy gondoljuk, hogy a két baktériumfaj „tudja”, hogy a másik típusú sejt ott van -e, és megfelelően reagál, "mondta Benjamin Obadia, az UC Berkeley munkatársa." Ezek a mechanizmusok valószínűleg az együttélésből alakultak ki, és nem láttuk volna őket, ha a két fajt külön vizsgáljuk. "
A csapat munkája azt mutatja, hogy a mikrobióma fontos eszköz lehet a természetes világban élő baktériumok közösségein belüli kapcsolatok biokémiai szinten történő megértéséhez.
"Azt is szemlélteti, hogy az antibiotikumok felírása során figyelembe kell venni a bél mikrobióma egészségét, - tette hozzá Ludington.
A fajok és fajok közötti kölcsönhatásokat szabályozó elvek tanulmányozása kulcsfontosságú ahhoz, hogy ennyire megértsük a nagy és a kis ökoszisztémákat, és a mikrobióma kulcsfontosságú eszköz e kérdések feltárásához.
Egy újabb, nemrég publikált együttműködés Ludington között, Huang, és egy másik Stanford-kutató-Lucy O'Brien biológus-új technológiát fejlesztett ki az élő gyümölcslegyek belsejének megjelenítésére. Bellymountnak hívják, lehetővé tette számukra, hogy először megfigyelhessék az egyes baktériumsejteket az élő gyümölcslégy bélében.
"A mikrobiom valós idejű megfigyelésével, meg tudtuk mérni a dinamikáját, - mondta Ludington a lapjukról, amely a PLOS Biology -ban jelent meg.
A kutatócsoport megállapította, hogy a bél egyes régiói nagymértékben stabilizálják a mikrobiomokat, mások pedig folyamatos forgalommal rendelkeznek. Ez azt jelzi, hogy a gyümölcslegy bélében vannak olyan struktúrák, amelyek fenntartják a gyarmatosítást, és megnyitja az ajtót annak a lehetőségnek, hogy a gyümölcslegyek kifejleszthették ezeket a struktúrákat, hogy megtartsák mikrobiomjaikat.
"Most megvan a hatalmunk ahhoz, hogy ténylegesen lehallgassuk a mikrobiomabaktériumok közötti" beszélgetéseket ", és a bélsejtek a környezetükben, - mondta Huang
Új eszköz a bél mikrobiomájának megfejtésére
A tanulmány rávilágít a gyomorfájdalom okaira
Az alkohol károsítja a szájüreg mikrobiómát
Egy új kutatás összefüggést azonosít a bél mikrobioma és a stroke között
A rövid láncú zsírsav -kiegészítés javítja a stroke helyreállítását,
A nyugati étrend növelheti a „halálos szepszis” kockázatát,
A felső légúti baktériumok típusa befolyásolhatja az asztma súlyosságát
Egy új tanulmány felveti annak lehetőségét, hogy az asztma tüneteit a felső légutakban élő baktériumokon keresztül modulálják. A munka, december 16 -án jelent meg, 2019, a folyóiratban Nature Communi
Ha elmúltál 50,
Itt az ideje a kolonoszkópiának Az emberek halogatnak bizonyos dolgokat - a garázs takarítását, a nappali újrafestése, ablakmosás… és kolonoszkópia. De a kolonoszkópia valószínűleg a legjobb megoldás
A FLUOstar Omega segítségével új bélbaktériumokat vizsgálhat, amelyek befolyásolhatják egészségünket
A Queenslandi Egyetem Diamantina Intézetének Mikrobiológiai Biológia és Metagenomika csoportja a BMG LABTECH FLUOstar Omega mikrolemez -olvasót használja új módszerek kifejlesztésére az emberi bél mik