Régóta ismert, hogy a mikrobák genomja születésétől fogva nem rögzített, mint a miénk. Képesek elveszíteni génjeik egy részét, gének cseréje más mikroorganizmusokkal, vagy újakat szerezni a környezetükből. És így, a látszólag azonos baktériumok genomjainak részletes összehasonlítása feltárja a DNS -szekvenciákat, amelyek egy genomban fordulnak elő, és nem másokban, vagy esetleg olyan szekvenciák, amelyek csak egyszer jelennek meg, másoknál többször. Ezeket a különbségeket strukturális változatoknak nevezzük. A szerkezeti változatok - akár apróak is - óriási különbségeket eredményezhetnek abban, ahogyan a mikrobák kölcsönhatásba lépnek emberi gazdájukkal. Egy változat lehet a különbség a jóindulatú és a patogén jelenlét között, vagy rezisztenciát adhat a baktériumoknak az antibiotikumokkal szemben.
Dr. David Zeevi és Tal Korem, kezdetben Eran Segal professzor laborjában, a Weizmann Tudományos Intézetben, majd jelenlegi pozícióikban a Rockefeller és a Columbia Egyetemen, olyan algoritmusokat fejlesztett ki, amelyek szisztematikusan azonosítják a szerkezeti variánsokat az emberi bél mikrobiómáiban. A kutatók közel 900 izraeli alany mikrobiomjaival kezdték, amelyben 7 -nél több személyt sikerült azonosítaniuk, 000 változat. Következő, együttműködést alakítottak ki a Groningeni Egyetem holland kutatóival, Hollandiában, és ezeket a változatokat a holland alanyok nagy csoportjának mikrobiómáiban keresték. Az izraeli alanyokban azonosított szerkezeti változatok többsége megtalálható a hollandok között is, annak ellenére, hogy a csoportok között genetikai és életmódbeli különbségek vannak.
A tudósok ezután megkérdezték, hogy az általuk azonosított szerkezeti változatok bármelyike összefügg -e egészséggel vagy betegséggel. A csoport több mint 100 -at mutatott be, amelyek összefüggésben álltak a betegség kockázati tényezőivel. E társulások közül sok ismét megismétlődött a holland kohorszban.
Egy esetben, azok az egyedek, akiknek egy bizonyos variánsa jelen volt egy adott mikrobiális faj genomjában a mikrobiomjukban, 6 kg -kal vékonyabbak és 4 cm -rel keskenyebbek voltak, átlagban, mint azoknál az egyéneknél, akiknek ugyanaz a mikrobája volt - de olyannak, amely nem tartalmazta azt a bizonyos változatot. A tudósok ezt követően elemezték az erre a változatra kódolt géneket, és azt találták, hogy ez lehetővé teszi a baktérium számára, hogy bizonyos cukrokat butirátnak nevezett anyaggá alakítson. A butirát egy kicsi zsírsav, amely avas szagú (így a neve, az ókori görögből "vaj"); szaga ellenére, A butirát gyulladáscsökkentő és pozitív hatással van az anyagcserére. Ezt a képességet, mondják a tudósok, segíthet megmagyarázni a súlykülönbséget azok között, akik baktériumokat hordoznak a szerkezeti variánssal és azok nélkül, akik nem.
A megállapítás azt sugallja, hogy a csoport által kifejlesztett módszer segíthet a kutatóknak a mikrobiomunk közötti kapcsolatok azonosításában, az egészség és a betegség jelentős módon, amelyek más eszközökkel elmaradhatnak. "Ennek a megközelítésnek a valódi lehetőségei - mondja Zeevi, "az, hogy lehetővé teszi számunkra, hogy megkeressük a tényleges mechanizmusokat a talált asszociációk mögött."
Segal becslései szerint az emberi bél mikrobiómájában több tízezer szerkezeti variáns lehet, és ezek közül több ezer összefügghet a betegségekkel és a betegség kockázatával. Mivel a mikrobiom felépítését sokféle szindrómában és rendellenességben érintették, ez a kutatás tartós hatással lehet a jobb keresésre, célzottabb probiotikumok a betegségek kezelésére.