Nei Technik fënnt medizinesch an ökologesch relevant Bakteriegruppen

Nei Method identifizéiert ökologesch a medizinesch relevant Bakteriegruppen.

D'Art z'identifizéieren ënner Planzen an Déieren war e Vollzäitbesatz fir e puer Biologen, awer d'Aufgab ass nach méi beängschtegend fir déi Onmass Mikroben, déi de Planéit bewunnt. Elo, MIT Fuerscher hunn eng einfach Messung vum Genfloss entwéckelt, deen ökologesch wichteg Populatiounen tëscht Bakterien an Archaea definéiere kann, abegraff d'Populatiounen ze identifizéieren verbonne mat mënschleche Krankheeten.

De Genflossmetrik trennt co-existent Mikroben a genetesch an ökologesch ënnerschiddleche Populatiounen, Martin Polz, e Professer fir Déifbau an Ëmweltingenieur um MIT, a Kollegen schreiwen am August 8 Ausgab vum Zell.

De Polz a seng Kollegen hunn och eng Method entwéckelt fir Deeler vum Genom an dëse Populatiounen z'identifizéieren déi verschidde Adaptatiounen weisen, déi a verschiddenen Ëmfeld kartéiert kënne ginn. Wéi se hir Approche op enger Darmbakterie getest hunn, zum Beispill, si konnten feststellen datt verschidde Populatiounen vun de Bakterien mat gesonde Individuen a Patienten mat der Crohn Krankheet verbonne waren.

Biologen nennen dacks eng Grupp vu Planzen oder Déieren eng Art wann d'Grupp reproduktiv vun aneren isoléiert ass - dat heescht, Eenzelen an der Grupp kënne matenee reproduzéieren, awer si kënnen net mat anere reproduzéieren. Als Resultat vun, Membere vun enger Aart deelen eng Rei vu Genen, déi sech vun anere Spezies ënnerscheeden. Vill vun der evolutiver Theorie zentréiert sech op Aarten a Populatiounen, d'Vertrieder vun enger Spezies an engem bestëmmte Beräich.

Awer Mikroben "trennen dat klassescht Aartkonzept fir Planzen an Déieren, "Polz erkläert. Mikroben tendéieren sech asexuell ze reproduzéieren, einfach selwer an zwee opzedeelen anstatt hir Genen mat aneren Individuen ze kombinéieren fir Nokommen ze produzéieren. Mikroben sinn och notoresch fir "DNA aus Ëmweltquellen opzehuelen, wéi Virussen, "seet hien." Virussen kënnen DNA a mikrobiell Zellen iwwerdroen an datt DNA an hire Genome integréiert ka ginn. "

Dës Prozesser maachen et schwéier fir koexistéierend Mikroben an ënnerschiddlech Populatiounen ze sortéieren op Basis vun hirer genetescher Make -up. "Wa mir dës Populatiounen a Mikroben net identifizéieren, mir kënnen net alleng all dës räich ökologesch an evolutiv Theorie uwenden, déi fir Planzen an Déieren op Mikroben entwéckelt gouf, "seet de Polz.

Wann d'Fuerscher d'Widerstandsfäegkeet vun engem Ökosystem wëlle moossen vis -à -vis vun Ëmweltännerungen, zum Beispill, si kéinte kucken wéi d'Bevëlkerungen an der Aart sech mat der Zäit änneren. "Wa mir net wëssen wat eng Aart ass, et ass ganz schwéier dës Aart vu Stéierungen ze moossen an ze bewäerten, "fiert hien derbäi.

Eng Mauer fir Genfloss

De Martin a seng Kollegen hu beschloss en anere Wee ze sichen fir ökologesch sënnvoll Populatiounen a Mikroben ze definéieren. Geleet vum Mikrobiologie Diplom Student Philip Arevalo, d'Fuerscher hunn eng Metrik vum Genfloss entwéckelt, déi se PopCOGenT genannt hunn (Populatiounen als Cluster Of Gene Transfer).

PopCOGenT moosst rezente Genfloss oder Gentransfer tëscht enk verbonne Genome. Am Allgemengen, mikrobiell Genome, déi viru kuerzem DNA ausgetauscht hunn, solle méi laang a méi dacks Strécke vun identescher DNA deelen wéi wa Eenzele just reproduzéiere wéilten hir DNA an zwee opgedeelt sinn. Ouni dës Zort vu rezenten Austausch, hunn d'Fuerscher virgeschloen, d'Längt vun dëse gemeinsame Strécke vun identescher DNA géif verkierzen wéi Mutatiounen nei "Buschtawen" an d'Stréck setzen.

Zwee mikrobiell Stämme déi net genetesch identesch matenee sinn awer gréisser "Stécker" vun identescher DNA deelen austausche méiglecherweis méi genetescht Material matenee wéi mat anere Stämme. Dës Genflossmessung kann verschidde mikrobiell Populatiounen definéieren, wéi d'Fuerscher an hiren Tester vun dräi verschidden Aarte vu Bakterien entdeckt hunn.

An Vibrio Bakterien, zum Beispill, enk verbonne Populatiounen kënnen e puer Kärgensequenzen deelen, awer si schéngen komplett isoléiert vuneneen ze sinn wann se duerch dës Messung vum rezente Genfloss gekuckt ginn, Polz a Kollegen fonnt.

De Polz seet datt d'POPCOGenT Method besser funktionnéiere kann fir mikrobiell Populatiounen ze definéieren wéi fréier Studien well se sech op de rezente Genfloss tëscht no verwandte Organismen fokusséiert, anstatt Genflow -Eventer abegraff ze hunn, déi vläicht Dausende vu Joer an der Vergaangenheet geschitt sinn.

D'Method seet och datt wärend Mikroben dauernd verschidden DNA aus hirem Ëmfeld ophuelen, déi Mustere vum Genfloss verstoppe kënnen, "et kann sinn datt dës divergent DNA wierklech duerch Selektioun aus Populatiounen ganz séier geläscht gëtt, "seet de Polz.

Déi ëmgedréint Ökologie Approche

De Mikrobiologie Graduéierter Student David VanInsberghe huet dunn eng "ëmgedréint Ökologie" Approche virgeschloen, déi Regiounen vum Genom an dësen nei definéierte Populatiounen identifizéiere kënnen, déi "selektiv Sweeps" weisen - Plazen wou d'DNA Variatioun reduzéiert oder eliminéiert gëtt, wahrscheinlech als Resultat vu staarker natierlecher Selektioun fir eng bestëmmte profitabel genetesch Variant.

Duerch spezifesch Sweeps bannent Populatiounen z'identifizéieren, a verdeelt d'Verdeelung vun dëse Populatiounen, d'Method kann méiglech Adaptatiounen opdecken, déi d'Mikroben dréinen an engem bestëmmten Ëmfeld oder Host ze bewunnt - ouni viraus Kenntnisser vun hirem Ëmfeld. Wann d'Fuerscher dës Approche an der Darmbakterie getest hunn Ruminococcus gnavus , si hunn getrennte Populatioune vum Mikro entdeckt, verbonne mat gesonde Leit a Patienten mat der Crohn Krankheet.

De Polz seet datt déi ëmgedréint Ökologie Method an der nächster Zukunft ugewannt gëtt fir déi ganz Diversitéit vun de Bakterien ze studéieren déi de mënschleche Kierper bewunnt. "Et gëtt vill Interesse fir no verwandte Organismen am mënschleche Mikrobiom ze sequenzéieren an no Gesondheets- a Krankheetsassociatiounen ze sichen, an d'Datesets wuessen. "

Hien hofft d'Approche ze benotzen fir de "flexiblen Genom" vu Mikroben ze ënnersichen. Stämme vun E. coli Bakterien, zum Beispill, deelen ongeféier 40 Prozent vun hire Genen an engem "Kär Genom, "wärend déi aner 60 Prozent - de flexiblen Deel - tëschent de Stämme variéieren." Fir mech, et ass eng vun de gréisste Froen an der Mikrobiologie:Firwat sinn dës Genome sou divers am Geninhalt? "erkläert de Polz." Wa mir Populatiounen als evolutiv Eenheeten definéiere kënnen, mir kënnen d'Genfrequenzen an dëse Populatiounen am Liicht vun evolutive Prozesser interpretéieren. "

D'Resultater vum Polz a Kollegen kéinte Schätzunge vun der Mikro -Diversitéit erhéijen, seet de Marx. "Wat ech mengen wierklech cool ass iwwer dës Approche vum Martin Grupp ass datt se tatsächlech suggeréieren datt d'Komplexitéit déi mir gesinn nach méi komplex ass wéi mir et de Kreditt ginn. Et kënnen nach méi Aarte sinn, déi ökologesch wichteg sinn dobaussen, Saachen déi wa se Planzen an Déieren wiere mir se Arten nennen. "

Aner MIT Autoren um Pabeier enthalen de Joseph Elsherbini an de Jeff Gore. D'Recherche gouf ënnerstëtzt, deelweis, vun der National Science Foundation an der Simons Foundation.

• Antiviral Medikamenter fir Hepatitis C reduzéieren Liewer-verbonne Doudesfäll mat bal d'Halschent,
• Neie Wee fir Entzündung ze identifizéieren déi an eosinophil-verbonne Stéierunge geschitt