Utforske hvordan bakterier og virus sameksisterer inne i den menneskelige tarmen

Ordtaket "alle ting i moderate mengder" gjelder ikke bare for mat og drikke, men også til legionene av bakterier inne i tarmen som hjelper oss med å fordøye maten og drikken. Det viser seg at regelen også kan omfatte de mindre forståtte bakteriofager, som er virus som infiserer bakteriene som bor i oss.

Som russiske hekkedukker, Kroppene våre er vert for nær 100 billioner bakterieceller som utgjør våre mikrobiomer-og disse bakteriecellene har sine egne innbyggere.

Vi setter mer og mer pris på at de mest utbredte mikrobielle enhetene i den menneskelige tarmen faktisk er virus. "

Eric Martens, Ph.D., førsteamanuensis i mikrobiologi og immunologi ved University of Michigan's Medical School

Teamet hans har utforsket den forvirrende måten bakterier og virusene deres ser ut til å sameksistere inne i den menneskelige tarmen. Hemmeligheten kan ligge i en hårete sukkerbeleggbakterier som brukes til å forsvare ikke bare mot angrep fra det menneskelige immunsystemet, men også fra forskjellige virus som søker en vei inn.

Ved hjelp av en vanlig tarmbakterie Bacteroides thetaiotaomicron, eller BT for kort, Martens 'team begynte å se på det komplekse samspillet mellom BT og virus, ved å sette dem mot hverandre i laboratoriet.

Når den blir utfordret med virus, eller fag, hentet fra avløpsvann, noen av bakteriene var i stand til å motstå infeksjon mens noen ikke var det. "Når det kommer en bestemt fag som kan drepe visse medlemmer av befolkningen, det gjør det og de resistente bakteriene vokser raskt ut, sier Martens.

Derimot, i stedet for å permanent endre reseptoren som tillot virusinntrengning, og potensielt skade seg selv, noen av bakteriene slår midlertidig på en resistent tilstand gjennom en reversibel prosess som kalles en fasevariasjon. Men noen av medlemmene i bakteriepopulasjonen, uvitende om fagens fortsatte tilstedeværelse, slå av denne motstandsbryteren, la dem bli utsatt for infeksjon ... og om og om igjen.

Teamet genetisk utviklet BT-stammen for å uttrykke bare en av åtte kjemisk forskjellige kapsler og en versjon uten belegg i det hele tatt. I alle tilfeller, infeksjon kan bli blokkert av noen, men ikke alt, av kapslene. Overraskende, forskerne bemerket at de skallede bakteriene også var i stand til å unngå infeksjon. "Vi var fascinert av å se at vi kunne ta bort alle kapslene og fortsatt infisere dem med disse fagene, og bakteriene kunne fortsatt overleve, som krever at de har en sikkerhetskopimekanisme på plass, "Sier Martens.

Samspillet mellom tarmmikrobiomet og fagene deres kan ha implikasjoner for menneskelig sykdom. "En av våre hypoteser er at individer bærer forskjellige typer viral belastning i tarmen. Noen kan være mer eller mindre immunogene, samhandler med immunsystemet vårt for å forårsake betennelse. Men de kan også endre fysiologien til bakteriene som er der ved å tvinge dem til å uttrykke visse funksjoner/kapsler som vi også vet samhandler med immunsystemet, sier Martens.

Han sier at studien hjelper til med å forklare denne eldgamle observasjonen av at disse bakteriene sameksisterer med virusene sine. Notater Martens, "Ingen av sidene vinner nødvendigvis over den andre." Som sådan, bakterielle virus kan tilby en måte å med fordel endre tarmmikrobiomet for behandling av sykdom.

• Saccharibacteria i en pattedyrvert er mer mangfoldig enn noen gang hadde forventet,
• Tannkjøttsykdom og risiko for spiserør og magekreft