Stomach Health > gyomor egészség >  > Q and A > gyomor kérdés

Új eszköz a bél mikrobiomájának megfejtésére

A bélben élő baktériumok milliói nagyon fontos szerepet játszanak az egészségben és a betegségekben. Azonban, állandó probléma az egészséges emberi bél mikrobióma tényleges összetételének megértésének hiánya.

Most, egy tudóscsoport új módszert dolgozott ki a bélben lévő baktériumok minden típusának gyors és teljes körű elemzésére, valamint az egészséges emberi bélben található fajok listája típus és szám szerint (GutFeelingKB), és egy új jelentési sablon, a Fecal Biome Population Report (FecalBiome), amely megkönnyíti a bélben történtek pontos megértését.

Bacteroides fragilisből származó feltételezett béta-galaktozidáz kristályszerkezete. Képhitel:Nemzeti Egészségügyi Intézetek

Mikroorganizmusok, vagy mikrobák, nagyon régóta léteznek, és alakítják az emberi külső és belső környezetet. A „mikrobióma” szót Joshua Lederberg alkotta 2001 -ben. hogy felhívjuk a tudósok figyelmét a testünkön és a testünkben élő mikrobák közötti kölcsönhatásokra, és ezek kölcsönhatása emberi fiziológiánkkal. A kifejezést most úgy határozták meg, mint „mikroorganizmusok több fajból álló közössége bármilyen környezetben:gazdaszervezet, élőhely, vagy az ökoszisztéma. ” Korántsem egyszerűen pusztulásunkra hajló betolakodók, az emberi mikrobióma magában foglal egy egész élővilágot, teljes és rendkívül változatos gének halmazát hozza, amelyek kölcsönhatásba lépnek és változnak, és hatással vannak az emberi egészségre is. Ezt a mikrobiális genetikai keveréket metagenomnak nevezik. A Human Microbiome Project (HMP) 2008 -ban indult útjára, és segített katalizálni ezeket a közösségeket.

A bél mikrobiom kutatása nagy áteresztőképességű, pontos adatgyűjtést és elemzést igényel, valamint a feldolgozott adatok tároláshoz szervezett módon történő integrálásának lehetőségei, megosztás és hozzáférés a kutatócsoportok között. A legtöbb korábbi tanulmány bizonyos génekre vagy organizmuscsoportokra összpontosított, elhagyja a mikrobiális genomok nagy szegmenseit. Is, a különböző referenciastandardok számos kijelentést eredményeztek a bél összetételével kapcsolatban.

Baktériumok Bacteroides fragilis, az emberi bél normális mikrobiomjának egyik fő összetevője, 3D illusztráció:Kateryna Kon / Shutterstock

Valójában, a metagenómra vonatkozó legtöbb tanulmány csak egy kis referenciakészletet használ a már kiválasztott mikrobákból vagy mikrobiális génekből származó nukleinsavszekvenciákból. Ennek oka a kísérleti adatok és az NCBI (NCBI-nt) által rendelkezésre álló teljes nukleotid-adatbázis párosítása. Azonban, az új algoritmusok mostantól kihasználhatják az utóbbit, hogy lehetővé tegyék a kísérleti adatok pontosabb elemzését, és így mikrobiális bőségi profilt kapjanak.

Ez a munka erre az alapra épül, hogy egészséges résztvevőkből vett mintákkal Gut Feeling Tudásbázist - GutFeelingKB - hozzon létre. Ezeket a bél mikrobiota mintákat szekvenáltuk, hogy képet kapjunk arról, hogyan néz ki az egészséges bélmetagenom. A minta számát 50 további, véletlenszerűen kiválasztott szekvencia segítségével töltöttük ki a HMP -ből.

A kutatók összegyűjtött összefüggő szekvenciákat is összegyűjtöttek, vagy a kontingensek, amelyek semmilyen NCBI-nt szekvenciának nem felelnek meg, de egészséges székletmintákban kimutathatók. A kontigok tehát sötét anyag, egyetlen ismert nukleinsavszekvencia sem ismeri fel, de amelyek 10 -es sorozatokba építhetők, 000 nukleotid vagy annál hosszabb. Ezt a hosszúságot úgy választották meg, hogy csökkentsék az idegen (műalkotás) sötét anyag -kontigumok számát, miközben továbbra is tartalmazzák a mikrobiális sötét anyagot. A GutFeelingKB tehát egy átfogó tudásbázis az egészséges emberi bél mikrobiomáról.

Ezt referenciaként használták egy szabványos jelentési sablon elkészítéséhez, ahol az egyes mikrobiomákat jelenteni lehet, lehetővé teszi a vizsgálatok és a minták közötti eredmények közvetlen összehasonlítását.

A tudósok új munkafolyamatot is kidolgoztak több számítógépes program és a Filtered-nt nevű szűrt bél mikrobiális szekvencia adatbázis használatával. közel 35, 000, 000 szekvencia, amely lehetővé teszi a minta szekvenciák biológiailag releváns értelmezését, miközben biztosítékot nyújt arra, hogy az egész ismert szekvenciatér bekerült.

  • A CensuScope algoritmus először azonosítja az élőlényeket a minta mikrobiális profiljának biztosítása érdekében. Ha az azonosított organizmusok egyike még nem szerepel a GutFeelingKB -ben, akkor hozzáadjuk.
  • Másodszor, A HIVE-hatszög segítségével olvasási térképet hoznak létre az egyes minták összes leolvasásához azáltal, hogy a rövid leolvasásokat gyorsan és pontosan összehangolják az ismert szekvenciákkal. Ez adja a bőségprofilokat.
  • Végül, Az IDBA-UD a leolvasások összeállítására szolgál. Ha 10 000 nukleotid vagy hosszabbak, a metagenom sötét anyagába tartoznak. Ha ezt hozzáadjuk az előző elemzéshez, akkor megkapjuk a mikrobiómában található ismert és ismeretlen organizmusok összegét.
  • A MaAsLin -t az étrendi tényezők bakteriális bőségi profilhoz való társítására is használták, figyelembe véve az egyes egyének étrendjének napról napra, valamint a különböző egyének közötti eltéréseit.

És így, A GutFeelingKB a nukleotidszekvenciák alaposan összegyűjtött gyűjteményét képviseli, amely 157 szervezet metaadatait tartalmazza 60 nemzetségben.

Az egészséges emberi mikrobiom tehát 8 füla tagjait tartalmazza, 18 család, 60 nemzetség és 109 faj, többnyire a Firmicutes (40%) és a Bacteroidetes (20%) phyla. További 20% -a Actinobacteriumokból származik. A cégek között, több mint fele Clostridia, szorosan követi a Bacteroides, Bifidobaktériumok, Enterobaktériumok és Lactobacillusok.

Minden minta pozitív volt a 109 szervezetből 84 -nél, amely talán az alapvető fajok listáját képviseli.

Azonban, fontos megjegyezni, hogy világszerte, a GutFeelingKB -n nem szereplő specifikus organizmusokat feltérképezték, mint például a Fusobaktériumok, bizonyos Actinobacter és Bacteroides fajok. Ennek a platformnak az lesz a feladata, hogy indítópultként működjön, hogy összehasonlítsa az egészséges egyénekből származó mintaelemzések eredményeit, és több betekintést enged az étrendi tényezők hatására megfigyelt eltérésekbe, betegségek és gyógyszerek.

A bélben élő szervezetek

A Bacteroides az egyetlen legelterjedtebb nemzetség sok országban, egészségben. Ezek általában előnyösek a bélben, de ha megszöknek, megragadják az esélyt, hogy olyan fertőzéseket okozzanak, amelyek gyakran gyógyszerrezisztensek, és 20% -os halálozási arányhoz vezethetnek. Azonban, a bélben védenek más kórokozókkal szemben, és segítenek lebontani a szénhidrátokat az étrendben.

Hasonlóképpen, A bifidobaktériumok a bél első telepesei közé tartoznak, gyakran megtalálhatók a probiotikumokban, és előállítják a fontos rövid láncú zsírsav-acetátot (SCFA), amely erősíti a bélhám védelmét a fertőzésekkel szemben. Egy törzs Bifidobacterium longum egy egyedben találtak egy különösen hosszú életű népcsoportban Kínában.

Diéta és tápanyagok - hogyan kapcsolódnak a bélbaktériumokhoz?

A bifidobaktériumok száma magasabb fehérjebevitellel nő, és főleg növényi fehérjével. Az étrendben oldható rost is elősegíti növekedését. Az Akkermansia a telített zsírokhoz és a linolsavhoz kapcsolódik, de negatívan kapcsolódik a többszörösen telítetlen zsírsavakhoz (PUFA). A Bacteroides ovatusok száma növekszik a táplálékfelvétel növekedésével, elhízás és derékbőség. Ezek a példák segítenek megérteni, hogy ezekkel a számokkal hogyan lehet egészségügyi intézkedéseket tenni a mikrobiom -egyensúlyhiány korrigálására a jövőben.

FecalBiome sablon

A jelen tanulmányban közzétett jelentéstételi sablon célja a különböző kereskedelmi és kutatócsoportok által használt nem szabványos formátumok felváltása, ami akadályozza azok értelmezését és összehasonlítását. A kutatási adatokat klinikai jelentésekké alakítja át, segít abban, hogy azonnal cselekvőképessé váljon.

A FecalBiome -nak három domainje van, Minta, Beteg és eredmény, anyagcsere -panel jelentéshez hasonlít. Ezenkívül lehetővé teszi az együttműködők számára, hogy sok információt gyorsan osszanak meg, amikor a kutatások a helyek széles körében folynak. A jelentési küszöböt egyedileg lehet meghatározni a vizsgálat céljának megfelelően. A bőségről számol be, az átlagos bőséget és a jelenlévő mikrobákkal kapcsolatos információkat.

Összefoglaló

Ez a jelentés így lehetővé teszi a bélbaktériumok kutatásának összekapcsolását érthető egészségügyi információkkal, így releváns az orvosi gyakorlat és a beteg számára. Ezenkívül lehetővé teszi a tanulmányok egyszerű összehasonlítását. Segít a bélpótló termékek gyorsabb felülvizsgálatában, és segítse a bizonyítékokon alapuló orvostudomány fejlődését.

A tanulmány szeptember 11 -én jelent meg, 2019, ban ben PLOS ONE .