Studie brengt genen in kaart die essentieel zijn voor de metabole functie van twee veel voorkomende bacteriën

Een studie in Mobiele rapporten brengt genen in kaart die essentieel zijn voor de metabole functie van M. agalactiae en M. pneumoniae , twee veel voorkomende bacteriën die respectievelijk vee en mensen infecteren.

De kaart van M. agalactiae onthult nieuwe inzichten die routes ontsluiten om nieuwe vaccins en antimicrobiële stoffen voor veterinaire toepassingen te verkennen.

De resultaten kunnen ook worden gebruikt om een ​​opnieuw ontworpen versie van M. pneumoniae zodat het in de toekomst menselijke longziekten kan behandelen.

De nieuwe methoden die in het onderzoek zijn gebruikt, zijn een nuttig hulpmiddel voor andere onderzoekers om snel het actieve metabolisme van een micro-organisme te evalueren, het vergroten van de kansen op het vinden van nieuwe toepassingen met behulp van microben.

Bacteriën zijn veelzijdige levende organismen die een enorm scala aan omgevingen kunnen koloniseren, gastheren, of weefsels in een gastheer. Veel van dit succes is te danken aan hun metabolische plasticiteit, die in de loop van miljoenen jaren door evolutie is gevormd.

Microbiële metabole routes kunnen worden benut voor industriële toepassingen, zoals het gebruik van bacteriën om jeans te verven met hun kenmerkende indigo-tint. Ook in de zorg wordt het steeds belangrijker met eerdere studies die het microbioommetabolisme koppelen aan het vermogen van het menselijk lichaam om therapeutische medicijnen te absorberen.

De huidige benaderingen voor het in kaart brengen van microbiële metabole routes zijn duur, vervelend en tijdrovend, het belemmeren van de ontwikkeling van nieuwe toepassingen zoals vaccins of antimicrobiële stoffen. Er zijn nieuwe hulpmiddelen nodig om een ​​nauwkeurige kaart te maken van alle chemische reacties die plaatsvinden in een bepaalde bacteriestam zonder doodlopende wegen of zinloze lussen.

In een onderzoek dat vandaag in het tijdschrift is gepubliceerd: Mobiele rapporten , onderzoekers van het Center for Genomic Regulation in Barcelona beschrijven een nieuwe methode voor het bepalen van actieve metabole routes in microben met behulp van geavanceerde technieken uit genomics en proteomics.

De onderzoekers testten eerst hun methoden door de metabole routes van Mycoplasma pneumoniae , een bacterie met een klein genoom die gewoonlijk milde infecties van de luchtwegen veroorzaakt, en waarvan het metabolisme in het verleden uitgebreid is gedocumenteerd. De actieve metabole routes kwamen overeen met experimentele gegevens.

Vervolgens gebruikten ze dezelfde methoden om de relatief onbekende paden van Mycoplasma agalactiae , een veelvoorkomende bron van infecties bij geiten en schapen met aanzienlijke gezondheids- en economische gevolgen voor het vee. Ondanks M. agalactiae en M. pneumoniae veel van elkaars genoom delen, hun metabolisme nam aanzienlijk verschillende wegen, benadrukt de complexiteit van het voorspellen van metabole netwerken op basis van alleen genomische informatie.

"Micro-organismen zijn een schatkamer voor het vinden van nieuwe toepassingen voor de gezondheidszorg en de industrie. Het hebben van nieuwe hulpmiddelen om een ​​globaal beeld te krijgen van de activiteit en richting van microbiële metabole netwerken is de sleutel tot het optimaal benutten van deze natuurlijke hulpbronnen, " zegt Ariadna Montero Blay, Promovendus bij het Centre for Genomic Regulation en eerste auteur van de studie.

"Onze bevindingen voor Mycoplasma agalactiae zou een grote impact kunnen hebben op veterinair gebied bij het genereren van nieuwe antimicrobiële middelen op basis van toxische metabolieten of verzwakte vaccinatiestammen met knock-down van essentiële metabole genen of opnieuw ontworpen metabole fluxen."

De resultaten van het onderzoek kunnen worden gebruikt om een ​​opnieuw ontworpen versie van M. pneumoniae zodat het ooit kan worden gebruikt om menselijke longziekten te behandelen, een langetermijndoelstelling van de onderzoeksgroep.

Hoewel dit nog jaren weg is, we kunnen deze methoden gebruiken om belangrijke metabole routes te identificeren en te blokkeren, die de specificiteit en effectiviteit van het gebruik van Mycoplasma als een levende pil kunnen verhogen. Onze studie belicht de ingenieuze nieuwe methoden in de wetenschap die tijd en kosten verminderen en nieuwe ontdekkingen versnellen."

Luis Serrano, ICREA onderzoekshoogleraar, Directeur van het CRG en laatste auteur van de studie

• Onderzoek naar vapen bij tieners identificeert maagproblemen en geschiedenis van middelenmisbruik
• Bacteriën die op de loer liggen in kankercellen kunnen de behandeling beïnvloeden