Proteinbud fra menneskelig mikrobiom kaster lys over menneskers helse

Menneskekroppen har blitt studert i århundrer, men det er fortsatt mysterier som ennå ikke skal utspille seg. For eksempel, det ble oppdaget at det er billioner av bakterier som lever inne i kroppen, de som er gunstige for helsen. Nå, studier er fokusert på å studere det menneskelige mikrobiomet og hvordan de påvirker helse og velvære.

Det menneskelige mikrobiomet lager tusenvis av små, tidligere uidentifiserte proteiner, kaster lys over menneskers helse og kan bane vei for utvikling av medisiner i fremtiden.

Et team av forskere ved Stanford University legger grunnlaget for det menneskelige mikrobiomet for fremtidig undersøkelse av hvordan billioner av bakterier, sopp, og archaea funnet i kroppen konkurrerer om næringsstoffer, ressurser, angrep, og eksisterer sammen med hverandre.

De nye funnene, som er publisert i tidsskriftet Celle, avsløre mer om de svært forskjellige artene av menneskelig flora, gjør det mulig å formulere nye behandlinger som potensielt kan kurere sykdommer, selv de som anses som ubehandlede.

Funnene kom fra en analyse av 1, 773 metagenomer assosiert med mennesker fra fire forskjellige kroppssteder. (Kreditt:Tsvetkov Maxim/Shutterstock)

Potensial for små messengerproteiner

Studieetterforskerne tar sikte på å identifisere og undersøke de små messengerproteinene som brukes av mikrober som lever inne i mennesker. De fant ut at det faktisk er et forbløffende mangfold av menneskelig flora, med mer enn 4, 000 familier av molekyler, de fleste av dem var ennå ikke beskrevet eller oppdaget.

"Fordi det er mye vanskeligere å søke etter sekvenser som koder for små proteiner enn det er å tråle etter store proteiner, vår forståelse av de små proteiner uttrykt av mikrobielle samfunn har alltid manglet, "Nikos Kyrpides, en seniorforsker og studieforfatter fra Berkeley Lab, sa.

Han la til at bittesmå proteiner som består av 50 eller færre aminosyrer, som kan passere gjennom cellemembraner og cellevegger, utføre forskjellige viktige oppgaver for organismen, formidle interaksjoner mellom organismen og miljøet. Faktisk, med sin lille størrelse, de kan enkelt brettes til unike former som representerer tidligere uidentifiserte biologiske byggesteiner.

Funksjonene til messengerproteinene, og siden de er lettere å manipulere og syntetisere enn større molekyler, gjøre disse bittesmå proteiner til gode mål og kilder til nye terapier og medisiner. Også, hvis forskere kan manipulere og gjenskape formene til de små proteinene, disse molekylene kan åpne dørene i den avanserte utviklingen og oppdagelsen av et nytt stoff.

Svært mange proteiner utfører forskjellige funksjoner

"Det er kritisk viktig å forstå grensesnittet mellom menneskelige celler og mikrobiomet, ”Dr. Ami Bhatt, assisterende professor i medisin og genetikk og seniorforsker, sa.

“Hvordan kommuniserer de? Hvordan beskytter bakteriestammer seg mot andre stammer? Disse funksjonene finnes sannsynligvis i svært små proteiner, som kan være mer sannsynlig enn større proteiner å bli utskilt utenfor cellen, "La hun til.

Derimot, siden proteinene er veldig små, det har vært utfordrende å studere dem ved hjelp av konvensjonelle metoder.

"Vi har større sannsynlighet for å gjøre en feil enn å gjette riktig når vi prøver å forutsi hvilke bakterielle DNA -sekvenser som inneholder disse veldig små genene. Så, inntil nå, vi har systematisk ignorert deres eksistens. Det har vært en klar blind flekk, "La hun til.

I studien, forskerne identifiserte systematisk små proteiner ved å utføre en sammenlignende genomikkstudie på 1, 773 menneskelige assosierte metagenomer fra fire forskjellige kroppssteder. De fant mer enn 4, 000 bevarte familier, hvor de fleste er nye og ikke tidligere har oppdaget.

Mer enn 30 prosent av proteinfamiliene ble mistenkt for å bli utskilt eller transmembrane. Også, over 90 prosent av de små proteinfamiliene har ikke noe kjent domene, og omtrent halvparten er ikke representert i referansegenomer.

Forskerne håper å studere små proteiner videre og grundig. Små proteiner kan manipuleres og syntetiseres lettere og raskere enn større molekyler. Som et resultat, de kan fungere som biologiske brytere for å veksle mellom funksjonelle tilstander eller utløse reaksjoner i andre celler. Derfor, de kunne åpne døren for utvikling av nye medisiner, som kan hjelpe til med å behandle mange sykdommer.

• Plantebasert diett kan helbrede din revmatoid artritt
• Mount Sinai tildelte 1,7 millioner dollar for å studere hvordan blærekreft påvirker naturlige drepeceller