Tanulmányok kimutatták, hogy az ilyen hasznos mikroorganizmusok szaporodásának elősegítése és összetételük egészséges egyensúly érdekében történő módosítása az egyes rostformák hozzáadása. például inulin, az étrendünkhöz. Azonban, a bél mikrobiota összes tízezermilliárd mikroorganizmusából, nehéz volt meghatározni, hogy mely mikroorganizmusok reagálnak az élelmi rostokra. Ennek az az oka, hogy a jelenlegi technikák a DNS -szekvencia -adatbázisokban referenciagenomok elérhetőségén alapulnak a pontos rendszertani besorolás és az egyes organizmusok pontos funkcionális hozzárendelése érdekében, de a valóságban, az emberi bélfaj becsült felének nincs referenciagenomja. Továbbá, a meglévő technikák órákat vagy akár napokat is igényelnek a feladat elvégzéséhez.
Ennek a problémának a kezelésére, A Waseda Egyetem tudósai kifejlesztettek egy új technikát, az úgynevezett egysejtes amplifikált genomokat gélgyöngyök szekvenáló (SAG-gel) platformon, amelyek egyszerre biztosíthatják a bél mikrobiota több vázlatú genomját, és azonosíthatják azokat a baktériumokat, amelyek faji szinten reagálnak az élelmi rostokra anélkül, hogy meglévő referenciagenomokra lenne szükség. Mi több, ennek a technikának az az előnye, hogy mindössze 10 percet vesz igénybe a genomvázlatok megszerzése a teljes genom szekvenálás nyers adataiból, mivel minden adat tisztán egyedi mikrobákból származik. Ez jelentősen felgyorsítja a folyamathoz szükséges időt.
A mi új, az egysejtes genom szekvenálási technikával külön-külön meg lehet szerezni minden baktériumgenomot, és jellemezni lehet a kulturálatlan baktériumokat, amelyek specifikus funkciókkal rendelkeznek a mikrobiotában, és ez segíthet megbecsülni a rostok bakteriális fermentációjában részt vevő anyagcsere -vonalakat és a bélben az anyagcsere kimenetelét a bevitt rostok alapján. Bemutatja a bélben tenyésztetlen baktériumok továbbfejlesztett és hatékony funkcionális elemzését. "
Masahito Hosokawa, a Waseda Egyetem Természettudományi és Mérnöki Karának adjunktusa és e tanulmány megfelelő szerzője
A tudósok két hétig inulin-alapú étrendet etettek az egerekkel, és ezzel a technikával véletlenszerűen rögzítették az egerek székletmintáiban található egyes baktériumsejteket apró gélgyöngyökbe. A baktériumsejteket ezután egyedileg feldolgozták a kémcsőben úszó gélgyöngyökben, és több mint 300 egysejtű amplifikált genomot (SAG), vagy egysejtű szervezetből származó genomok, például baktériumok, masszívan párhuzamos szekvenálással kapták. Mivel minden SAG átlagosan több tízezer olvasásból áll, rendkívül költséghatékonyan lehetővé teszi a célsejtek teljes genom szekvenálását. A minőségellenőrzés és a SAG -ok osztályozása után a tudósok megállapították, hogy mely baktériumok felelősek az inulin lebontásáért és az energia kinyeréséért.
„Eredményeink szerint az inulinban gazdag étrend fokozta a tevékenységeket a Bacteroides fajok az egér bélében, - magyarázza Hosokawa. az újonnan talált vázlatgenomokból Bacteroides faj, felfedeztük az inulin lebontását célzó specifikus géncsoportot és a specifikus metabolikus utat specifikus rövid láncú zsírsavak előállításához, metabolit, amelyet a bél mikrobiota termel. Az ilyen eredmények segítenek a tudósoknak a jövőben, hogy megjósolják az élelmi rostok metabolikus fermentációját a konkrét válaszadók jelenléte és képessége alapján. "
Ez a technika alkalmazható bárhol élő baktériumokra, akár az emberi bélben van, az óceánban, vagy akár a talajban. Bár javítani kell a pontosságát, mivel egyes génrégiók DNS -szekvenciájának olvasását nehéznek tartják, Hosokawa reméli, hogy ezt a technikát alkalmazni fogják az orvostudományban és az iparban, és ki fogják használni az emberek és állatok egészségének javítására.
Eredményeiket ben tették közzé Mikrobióma január 23 -án, 2020.