Raumlech Ökologie oder Landschaftsökologie ass e Fuerschungsberäich dat d'Bildung vu raimleche Musteren ënner Bakteriegemeinschaften ënnersicht. D'Gréisst vum 'Getreid' (déi klengst Eenheet déi observéiert gëtt) an den 'Ausmooss' (den Ëmfang vun den Observatiounen) si wichteg Determinanten vun der Untersuchungsskala. D'Skala ass entscheedend wann et drëm geet Theorien ze bauen iwwer wéi esou Gemeinschaften organiséiert sinn.
Wéi ginn esou Mustere geformt? Am mënschleche Mond, op d'mannst, d'Äntwert enthält Faktore wéi d'Temperatur, d'Feuchtigkeit, de Floss vum Spaut, den Sauerstoffniveau, den pH, an d'Zuel vun de Mol Abrasiounen oder mëndlech Hygiène Prozeduren optrieden. Zousätzlech zu dëse Makro-Niveau Faktoren, Mikroben selwer produzéieren a benotzen metabolesch Verbindungen, Nährstoffer, an Inhibitoren, abegraff antimikrobiell Molekülle. Si vermeiden och kierperlech datt aner Mikroben de primäre Raum besetzen, oder hir Uewerflächen kënne gutt Flecken ubidden fir aner Mikroben ze binden. Esou Interaktiounen féieren zu enger diverser a funktionell redundanter Gemeinschaft, déi méi oder manner stabil a metabolesch aktiv ass no den Niveauen vun der intermikrobieller Interaktioun.
Fir déi raimlech Orientéierung ze mapen, aner Faktore musse bekannt sinn, sou wéi d'Distanz tëscht Mikroben souwéi d'Distanz tëscht Mikroben an aner Hostfeatures wéi déi nootste Gaaschtzell oder d'Uewerfläch vun engem Biofilm vun deem de Mikro Deel ass. Imaging gëtt benotzt fir Informatioun iwwer sou Musteren op individuellen Zellniveau op Skalen vu bis zu engem Millimeter ze kréien.
D'Entwécklung vun enger Technik genannt kombinatoresch Etikettéierung zesumme mat spektraler Imaging-Fluoreszenz in situ Hybridiséierung (CLASI-FISH) huet gehollef verschidde mikrobiell Klassen z'identifizéieren a lokaliséieren zur selwechter Zäit andeems se all bestëmmten Aart vu Mikrobe mat multiple Fluorophoren markéieren. Dëst hëlleft d'Raumarrangement vun engem ganze System vu Mikroben ze visualiséieren, déi mikrobiell Gemeinschaften op der Mikronschala bilden.
Bakteriell Biofilm vun der Uewerfläch vun der Zong geschrauft a mat CLASI-FISH fotograféiert. Mënschlecht Epithelgewebe bildt en zentrale Kär (gro). Faarwen weisen verschidde Bakterien un:Actinomyces (rout) besetzt eng Regioun no beim Kär; Streptococcus (gréng) ass lokaliséiert an enger äusseren Krust an a Sträifen am Interieur. Aner Taxa (Rothia, cyan; Neisseria, Giel; Veillonella, magenta) sinn a Cluster a Sträifen präsent déi de Wuesstum vun der Gemeinschaft no baussen aus dem zentrale Kär suggeréieren. Image Credit:Steven Wilbert a Gary Borisy, De Forsyth Institut Déi aktuell Studie benotzt multispektral Fluoreszenz Imaging fir seng Roll an der raimlecher Ökologie fir mikrobiell Systemer op der Zong festzeleeën. Hei ginn et verschidde dicht ageklemmt Mikroben a Kontakt mam mënschlechen Epithel an och mat anere mëndlechen Liewensraim wéi d'Schleimhaut vum Mond an den Zänn.
D'Enquêteuren hunn e geklappte Plastiks Zongschraper benotzt fir e geschrauftent Exemplar vu hannen no vir ze sammelen. D'Gréisst an d'intern Arrangement vun dëse Fragmenter vum Biofilm hunn hinne gefouert ze schléissen datt se de raimleche Arrangement vun de Bakterien op verschiddenen Niveauen vum Zongdorsum trei iwwer eng Skala vun Honnerte vu Mikrometer representéiert hunn. Dës Niveauen enthalen d'Tops vun de filiforme Papillen, déi d'Zong bedecken, d'Däller tëscht hinnen, an déi feine Wirbelen, déi vun hinne projizéieren, déi all Bakterien vun verschiddenen Zorte hosten.
D'Fuerscher hunn als éischt déi grouss Bakterietypen an de Proben identifizéiert, déi aus de Sproochen vun 21 gesonde Fräiwëlleger geschrauft goufen duerch Sequenzen, an analyséiert dann all Klass fir mat enger voller Vue op d'Struktur vum Mikrobiom a genuch Detailer ze kommen fir datt jidderee vun de Schlësselarten hiren eegene Fleck op der Zong zougewise ka ginn.
Déi meescht vun de mikrobiellen Genen an der Zonggemeinschaft si geformt aus enger limitéierter Unzuel vun Oligotypen, geméiss dem Human Microbiome Project (HMP). Duerch d'Verbindung vun all Oligotyp am Mond mat de Bakterieklassen an der erweiderten Human Oral Microbiome Datebank (eHOMD), d'Enquêteuren hunn 17 bakteriell Gattungen identifizéiert, déi a méi wéi 80% vu Leit präsent sinn a 0,5% vun de Mikroben bilden. Benotzt Sequencingdaten vum HMP, si hu festgestallt datt 95% oder méi vun de bakterielle Sequenzen aus engem ähnleche Set vu Gattungen stamen.
D'Fuerscher schléissen datt dës Gattungen "méiglecherweis souwuel de raimleche wéi och de metabolesche Kader vum gesonde TD Mikrobiom bilden."
D'Fuerscher hunn dräi Aarte vu mikrobiellen Arrangementer fonnt:fräi Bakterien, Bakterien op squamous Epithelzellen, a bakteriell Konsortien, oder strukturell komplex Gruppen. Déi lescht ware bakteriell Biofilmer aus verschiddene Schichten vu Mikroben, mat enger markanter Grenz an engem Epithelkär.
Bakteriell Kompositiounsanalyse an all Kategorie a raimlech Location huet gewisen datt Konsortien méi homogen waren wéi déi aner Kategorien, mat ähnlechen Bakteriemuster iwwer all Proben. Fräi an epithelium gebonnen Bakterien koumen eenzel oder a klenge Stärekéip op. Am Kontrast, all Konsortium huet déiselwecht lokaliséiert Patchstruktur ugewisen, jidderee dominéiert vun enger Bakterietyp.
All Patch huet eng kloer Grenz, ass zéng bis honnerte vu Mikrometer laang, an huet e Kär vu mënschlechen mucosal Epithelzellen. D'Konsortien liewen tëscht der Perimeterzone, deen dem Spaut a Sauerstoff ausgesat ass, an den Epithelkär.
Op d'mannst ee Probe vun all Participant, an iwwer 95% vun de Probe Biller, huet d'Präsenz vun 3 Gattungen gewisen: Actinomyces, Rothia, an Streptokokken . Jidderee hat säin eegene 'séiss Fleck' am Konsortium, mat Actinomyces grouss kontinuéierlech Domänen no beim Kär oder Sträifen tëscht Flecken vun anere Bakterien ze bilden. Rothia hu grouss Flecken no beim Perimeter geformt wéi och ronderëm e Kär vun Epithel- oder Bakterienzellen. Bannent sou enger kortikaler Schicht, den Rothia gouf dacks duerch Stréim oder Flecken vun anere Bakterietypen opgebrach. Streptokokken geformt eng dënn extern Schicht um Konsortium souwéi Venen oder Flecken dran.
Aner prominent Bakterietypen, déi a Proben vun allen Individuen an der Studie gesi goufen Veillonella, Gemella, Neisseriaceae, a Phylum Saccharibakterien . E puer vun dëse Bakterieklassen kënne sinn fir ze hëllefen Nitrat am Spaut an Nitrit ëmzewandelen an domat hëllefen d'Niveaue vum Stickstoffoxid am Kierper ze regléieren. Manner wéi e Fënneftel vun den Zellen goufen net mat enger vun de spezifesche Sonden gefierft.
Als nächst, d'Enquêteuren hunn déi verschidde Gattungen am Konsortium gekuckt, all Spezies an enger Gattung, an eng Spezies besonnesch déi als Vertrieder vun där Gattung op der Zong geduecht gouf. Wéi erwaart vun HMP Daten, si fonnt, zum Beispill, datt Rothia war vertrueden duerch R. mucilaginosa , Actinomyces vum A. odontolyticus , an a vill manner Mooss, A. graevenitizii , an Neisseria vum N. flavescens . S. mitis , S. salivarius an S. parasanguinis goufen op alle Konsortien awer op verschiddene Plazen fonnt.
D'Wëssenschaftler hypothetiséieren datt Bakterienzellen um Zongdorsum openee drécken wéi se multiplizéieren. All Klass klëmmt méi séier an der Zuel an der Regioun déi ideal ass fir hire Wuesstum, féiert zu ongläiche geformte Flecken. Dëst ass den Urspronk vun der Patcharrangement am reife Mikrobiom ze gesinn. Bei schlecht Gesondheet, d'Struktur vun der mikrobieller Gemeinschaft ka variéieren.
"Eis Studie ass nei well kee virdrun konnt de Biofilm op der Zong kucken op eng Manéier déi all déi verschidde Bakterien ënnerscheet sou datt mir kënne gesinn wéi se sech arrangéieren, "seet de Fuerscher Gary Borisy." Déi meescht vun de fréiere Wierker iwwer bakteriell Gemeinschaften hunn DNA Sequencing-baséiert Approche benotzt, awer fir d'DNA Sequenz ze kréien, Dir musst fir d'éischt d'Prouf schleifen an d'DNA extrahieren, déi all déi schéi raimlech Struktur zerstéiert déi do war. Imaging mat eiser CLASI-FISH Technik léisst eis déi raimlech Struktur erhalen an d'Bakterien gläichzäiteg identifizéieren. "
An anere Wierder, dës Imaging Method konnt déi meescht vun den Zellen an all Konsortium identifizéieren, souwéi hiren Iwwerfloss a raimlech Arrangement par rapport zu der Ernärungsquell an der Lag vum Substrat.
D'Mikrometer Skala Studien hëllefen mikrobiell Gemeinschaften a Relatioun zu hirem biologesche Arrangement z'ënnerscheeden. D'Benotzung vun Arten-Niveau Sonden weist datt vill Aarte Site Spezialisten sinn, déi op engem Site optrieden, wéi Zännplack, awer net an deem aneren, dat ass, der Zong dorsum.
D'Fuerscher schléissen, "Och wann d'Bild nëmmen eng vu ville Schlësseltechnologien ass, et bitt den eenzegaartege Virdeel fir eis d'Zil ze weisen:d'Landschaft an d'Strukturen déi Mikroben bauen an déi mir musse erklären a replizéieren fir e Versteesdemech vun der mikrobieller Gemeinschaft z'erreechen. "
Mënschlech Koronavirus brauch organesch Material fir effizient tëscht Uewerflächen ze transferéieren
Nei Studie kéint hëllefen fatale Infektiounen bei Puppelcher ze vermeiden
Allgemeng Pilz op der Haut kann entzündlech Darmkrankheet verursaachen
Eng Multi-Omics Approche fir d'Entwécklung vun Drogen géint COVID-19
Wuesstumsprobleemer bei virzäitege Puppelcher verbonne mat verännert Darmbakterien
Sinn Fraen méi wahrscheinlech laang COVID z'entwéckelen?
Lungemikrobiom viraussoen d'Gravitéit vun der COVID-19 Krankheet
En neit Virdruck Fuerschungspabeier gepost op medRxiv * Server fonnt Ännerungen am Lungemikrobiom wärend engem schwéieren akuten respiratoresche Syndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) Infektioun beaflos
Darmmikrobiom verbonnen mat Verhalensproblemer bei Kanner
Kanner mat Verhalensproblemer hu verschidde Kompositiounen an hirem Darmmikrobiom, mat Elteren déi eng grouss Roll spillen an wéi ausgeschwat dDifferenzen waren, anescht wéi dLiewensmëttel déi se ubid
Ultraviolet B Liicht ass gutt fir den Darmmikrobiom
Eng kleng Studie, déi am Journal publizéiert gouf Grenzen an der Immunologie de 24. Oktober, 2019, weist datt dBelaaschtung fir ultraviolet B (UVB) Liicht, déi allgemeng duerch Sonneliicht beliicht