Nei Method weist op wéi mikrobiell Gemeinschaften an eise Kierper funktionnéieren

An de leschte Jorzéngt, Wëssenschaftler hunn enorm Fortschrëtter gemaach fir ze verstoen datt Gruppe vu Bakterien a Virussen, déi natierlech am ganze mënschleche Kierper coexistéieren, eng wichteg Roll spillen an e puer vital Funktiounen wéi Verdauung, Metabolismus a souguer géint Krankheeten ze bekämpfen. Awer ze verstoen wéi se et maachen bleift eng Fro.

Fuerscher vun der Drexel Universitéit hoffen dës Fro ze beäntweren duerch eng clever Kombinatioun vun héich duerch dat genetescht Sequencing an natierlech Sproochveraarbechtung Computer Algorithmen. Hir Fuerschung, déi viru kuerzem am Journal publizéiert gouf PLOS NËMMEN , bericht eng nei Method fir d'Coden an der RNA ze analyséieren déi mënschlech mikrobiell Gemeinschaften ofgrenzen an opzeweisen wéi se funktionnéieren.

Vill vun der Fuerschung iwwer dat mënschlecht mikrobiellt Ëmfeld - oder Mikrobiom - huet sech fokusséiert fir all déi verschidde Mikrobenarten z'identifizéieren. An déi naszent Entwécklung vu Behandlunge fir mikrobiota-verbonne Krankheeten funktionnéiert ënner der Iddi datt Ongläichgewichte oder Ofwäichungen am Mikrobiom d'Quell vu Gesondheetsprobleemer sinn, wéi indigestion oder Crohn d'Krankheet.

Awer fir dës Desequiliber richteg ze korrigéieren ass et wichteg fir d'Wëssenschaftler e méi breet Verständnis vu mikrobielle Gemeinschaften ze hunn wéi se existéieren - souwuel an de betraffene Gebidder wéi am ganzen Kierper.

Mir fänken wierklech un d'Uewerfläch ze schrauwen fir d'Gesondheetseffekter vu Mikrobiota ze verstoen. Op vill Manéiere sinn d'Wëssenschaftler an dës Aarbecht gesprongen ouni e vollt Bild ze hunn wéi dës mikrobiell Gemeinschaften ausgesinn, wéi prevalent si sinn a wéi hir intern Konfiguratioun hiren direkten Ëmfeld am mënschleche Kierper beaflosst. "

Gail Rosen, Dokteraarbecht, Associate Professor am Drexel College of Engineering, Auteur vum Pabeier

De Rosen leet dem Drexel säin Zentrum fir Biologesch Entdeckung vu Big Data, eng Grupp vu Fuerscher, déi Algorithmen a Maschinnléiere benotzt hunn fir massiv Quantitéiten un genetescher Sequenzeninformatioun z'entschléissen, déi an de leschte Handvoll Jore verfügbar ass. Hir Aarbecht an ähnlech Efforten ronderëm d'Welt hunn d'Mikrobiologie an d'Genetikfuerschung vum naass Labo an den Datenzenter geplënnert - eng computational Approche erstallt fir Organismus Interaktiounen an Evolutioun ze studéieren, Metagenomik genannt.

An dëser Aart vu Fuerschung, e Scan vun enger genetescher Materialprobe - DNA oder RNA - kann interpretéiert ginn fir d'Organismen z'entdecken déi méiglecherweis präsent sinn. D'Method presentéiert vum Rosen senger Grupp hëlt dee Schrëtt méi wäit andeems en de genetesche Code analyséiert fir widderhuelend Musteren ze gesinn, eng Indikatioun datt verschidde Gruppe vun Organismen - Mikroben an dësem Fall - sou dacks zesumme fonnt ginn datt et keen Zoufall ass.

"Mir nennen dës Method 'themetagenomics, 'well mir sichen no widderhuelende Themen a Mikrobiome déi Indikatoren si fir co-optrieden Gruppe vu Mikroben, "Sot de Rosen." Et ginn Dausende vun Aarte vu Mikroben, déi am Kierper liewen, also wann Dir un all d'Permutatioune vu Gruppéierunge denkt, déi existéiere kënnen, kënnt Dir Iech virstellen wéi eng beängschtegend Aufgab et ass ze bestëmmen wéieng vun hinnen an der Gemeinschaft matenee liewen. Eis Method setzt e Muster-Spotting Algorithmus fir un d'Aufgab ze schaffen, dat spuert enorm vill Zäit an eliminéiert e puer Tipps. "

Aktuell Methoden fir Mikrobiota ze studéieren, Darmbakterien zum Beispill, huelt eng Probe aus engem Gebitt vum Kierper a kuckt dann dat genetescht Material dat do ass. Dëse Prozess feelt u sech e wichtege Kontext, laut den Auteuren.

"Et ass onméiglech fir wierklech ze verstoen wat d'Mikrobe Gemeinschaften maache wa mir net fir d'éischt d'Ausmooss vun der Gemeinschaft verstinn a wéi dacks a wou soss se am Kierper kënne optrieden, "sot de Steve Woloszynek, Dokteraarbecht, a MD Stagiaire am Drexel's College of Medicine a Co-Autor vum Pabeier. "An anere Wierder, et ass schwéier Behandlungen z'entwéckelen fir natierlech mikrobiell Zesummeliewen ze förderen wann hiren 'natierlechen Zoustand' nach net bekannt ass. "

Kritt eng voll Kaart vu mikrobielle Gemeinschaften, d'Benotzung vun themateschen Nomen, erlaabt Fuerscher ze beobachten wéi se sech mat der Zäit änneren - souwuel bei gesonde Leit wéi bei Leit déi un Krankheeten leiden. A beobachten den Ënnerscheed tëscht deenen zwee bitt Hiweiser op d'Funktioun vun der Gemeinschaft, wéi och d'Konfiguratioun vu Mikrobenaarten ze beliichten déi et erméiglecht.

"Déi meescht Metagenomikmethoden soen Iech just wéi eng Mikroben reich sinn - dofir wahrscheinlech wichteg - awer si soen Iech net wierklech vill iwwer wéi all Aart aner Gemeinschaftsmemberen ënnerstëtzt, "Rosen sot." Mat eiser Method kritt Dir e Bild vun der Konfiguratioun vun der Gemeinschaft - zum Beispill, et kann E. coli a B. fragilis hunn als déi meescht reichst Mikroben an an zimlech gläich Zuelen - wat kann uginn datt se Kräizfudder sinn. Eng aner Gemeinschaft kann B. fragilis als de reichste Mikro hunn, mat villen anere Mikroben gläich, awer manner, Zuelen - wat kéint uginn datt se iessen wat B. fragilis mécht, ouni Kooperatioun. "

Ee vun den ultimativen Ziler vun der Analyse vu mënschlecher Mikrobiota ass d'Präsenz vu bestëmmte Mikrobe Gemeinschaften als Indikatoren ze benotzen fir Krankheeten z'identifizéieren wéi Crohn oder souguer spezifesch Kriibsaarten. Fir hir nei Method ze testen, d'Drexel Fuerscher stellen et géint ähnlech Thememodelléierungsprozeduren op, déi Crohn a Moundkriibs diagnostizéieren andeems se de relativen Heefegkeet vu bestëmmte genetesche Sequenzen moossen.

D'Thétagenomics Method huet bewisen genau genau déi Krankheeten virauszesoen, awer et mécht et vill méi séier wéi déi aner Thema Modellermethoden - Minutten versus Deeg - an et pléckt och eraus wéi all Mikroaart an der Indikator Gemeinschaft zur Gravitéit vun der Krankheet bäidroe kann. Mat dësem Niveau vu Granularitéit, Fuerscher kënnen op spezifesch genetesch Gruppéierunge wunnen wann se geziilte Behandlungen entwéckelen.

D'Grupp huet hir thematagenomics Analyseinstrumenter ëffentlech verfügbar gemaach an der Hoffnung de Fortschrëtt a Richtung Kuren a Behandlunge fir dës Krankheeten ze beschleunegen.

"Et ass ganz fréi de Moment, awer wat mir méi verstinn iwwer wéi de Mikrobiom funktionnéiert - och just wësse datt Gruppen zesummen handelen - da kënne mir an de metabolesche Weeër vun dëse Gruppe kucken an intervenéieren oder se kontrolléieren, sou de Wee fir d'Drogenentwécklung an d'Therapiefuerschung bäi, "Sot de Rosen.

• Mount Sinai Kravis Childrens Hospital kritt neie Subventioun fir de Paws &Play Programm z'ënnerstëtzen
• Immunzellen reparéieren beschiedegt Darm bei Kanner mat IBD