Az emberben élő baktériumok nem betolakodók, hanem előnyös gyarmatosítók. Egészségügyi előnyök széles skáláját nyújtják. Ezeknek a fajoknak az egyensúlyában bekövetkezett bármilyen változás olyan autoimmun betegségekhez köthető, mint a rheumatoid arthritis, szklerózis multiplex, cukorbetegség, fibromyalgia, és izomdisztrófia.
Sok tanulmány foglalkozott a mikrobiomával, de tanulmányának egyik része, amely megnehezíti a megfigyelést, az, hogy a flóra idővel hogyan változik a különböző ingerek hatására. Jelenleg, a legtöbb tudós úgy vizsgálja a mikrobiomot, hogy a baktériumokat székletmintákból vonja ki. Onnan, szekvenálták a genomokat. De, az ilyen típusú kísérletek egyik korlátozása, hogy a bélben előforduló mikrobiom változásaival kapcsolatos létfontosságú információk elvesznek. Tudósok, ezért, nem lesz teljes képe az emberi flóra dinamikájáról.
A Harvard Egyetem és a Harvard Orvostudományi Iskola (HMS) Wyss Biológiailag Inspirált Mérnöki Intézetének kutatócsoportja megtalálta a módját a probléma megoldásának, mivel képesek voltak bakteriális géneket megfogalmazni, amelyeket a bélben lévő baktériumpopulációkban bekövetkező változások meghatározására és rögzítésére terveztek. Először a laboratóriumban egérmodelleken próbálták ki az eszközt egysejtes pontossággal. Ez az új eszköz megnyithatja az utat egy összetettebb és átfogóbb eszköz tervezéséhez, amelyet a diagnosztikához és az új terápiák kialakításához használnak.
Megjelent a Nature Communications folyóiratban, a tanulmány bemutatja, hogy az új algoritmus hogyan képes észlelni és nyomon követni a bélflóra populációiban bekövetkező változásokat. A rendszer oszcilláló génáramkört használ, elnyomónak nevezték, amely egyfajta genetikai óra, amelyet a baktériumok szaporodásának mérésére és mérésére használnak.
Három baktériumgént tartalmaz, amelyeket három fehérje kódolására használnak, nevezetesen a Tet Reppressor fehérjék, lacl, és cl. Ezek a fehérjék blokkolják a másik fehérje egyikének expresszióját. A ciklusban, a gének negatív visszacsatolási hurokba vannak kötve vagy össze vannak kapcsolva; ahol amikor az egyik represszorfehérje koncentrációja a normál alá esik, az elnyomott fehérje expresszálódik. Ennélfogva, gátolja a harmadik fehérje expresszióját, és a ciklus folytatódik.
Így, amikor a tudósok bevezetik a géneket a baktériumokba, a befejezett negatív visszacsatolási ciklusszámok a mitózis arányának rekordjává válhatnak, vagy a baktériumok hány sejtosztódását fejezték be, inkább óra vagy időzítő.
„Képzeld el, ha két ember két különböző órát viselne, és az egyik ember órájának másodpercmutatója kétszer olyan gyorsan mozgott, mint a másik. Ha egy óra múlva leállította mindkét órát, nem értenek egyet abban az időben, mert időmérésük a használt kéz mozgásának ütemétől függően változik. Ellentétben, elnyomónk olyan, mint az óra, amely mindig azonos sebességgel mozog, tehát nem számít, hány különböző ember visel egy, mind következetes időmérést adnak. Ez a minőség lehetővé teszi számunkra, hogy pontosabban tanulmányozzuk a bélben lévő baktériumok viselkedését, David Riglar a Wyss Intézetből és a londoni Imperial College -ból, mondott.
Az időzítő létrehozásához a kutatók a három represszorprotein mindegyikét egy fluoreszkáló molekulához társították. Megcsinálták a RINGS-t (Repressilátor-alapú növekedési beavatkozás egysejtes szinten), Ez egy olyan képalkotó munkafolyamat, amely nyomon követheti vagy rögzítheti azt a specifikus fehérjét, amely a baktériumok növekedése során különböző időpontokban expresszálódik.
A RINGS használatával a kutatók sikeresen rögzíthették a mitózisok vagy sejtosztódások számát számos baktériumfajban. Az új eszköz segített megoldani egy adott problémát, ugyanakkor olyan platformot biztosítanak, amely segíthet a bél mikrobióma további tanulmányozásában. Is, megnyithatja az ajtót új terápiák és új diagnosztikai tesztek előtt, amelyek segíthetnek megfékezni a bél mikrobioma egyensúlyhiányához vagy dysbiosisához kapcsolódó különböző betegségeket.