Vývoj určitých typov rakoviny - rakoviny žalúdka a rakoviny krčka maternice, napríklad - mať dobre zavedené mikrobiálne väzby. Naše technológie na štúdium ľudského mikrobiómu sa za posledné dve desaťročia rýchlo vyvíjali a každým dňom napredujú. Ako výsledok, teraz máme veľa nových techník na generovanie údajov o zložení a aktivitách ľudského mikrobiómu, a mnoho výskumníkov rakoviny sa snaží využiť tieto informácie na pochopenie nových mikrobiálnych väzieb.
Avšak, pretože analytické metódy sú také nové, softvér potrebný na premenu týchto údajov na nové znalosti v súčasnosti chýba. S týmto financovaním, vyplníme túto softvérovú medzeru vývojom nového softvéru s otvoreným zdrojovým kódom na spájanie ľudského mikrobiómu s rakovinou. Očakávame, že to nám v konečnom dôsledku umožní lepšie porozumieť vývoju rakoviny, na skoršie odhalenie rakoviny a zlepšenie liečby a obnovy rakoviny “.
Greg Caporaso, Riaditeľ, Centrum aplikovanej vedy o mikrobiómoch
Projekt financovaný NCI umožní Caporasovi a jeho tímu zlepšiť QIIME 2, softvérovú platformu pre bioinformatiku, ktorú prvýkrát uviedli na trh koncom roku 2016, zlepšiť prístup k bioinformatickým metódam a údajom o mikrobióme rakoviny. Tím Caporaso v NAU zahŕňa postgraduálnych a vysokoškolských študentov a softvérových inžinierov na plný úväzok.
Matthew Dillon a Evan Bolyen, dvaja inžinieri softvérového výskumu v laboratóriu Caporaso a spoluautori prvého dokumentu QIIME 2, bude centrálne zapojený do všetkých aspektov návrhu a vývoja tohto projektu. Tím plánuje vyvinúť QIIME 2 na mikrobiónovú multi-omickú bioinformatickú platformu, podporná analýza a integrácia genomických, metagenomický, metabolomika a ďalšie „omické“ údaje, poháňané potrebami komunity výskumu rakoviny.
„Mnoho dôležitých projektov mikrobiómu rakoviny dosiahlo pokrok vďaka integrácii rôznych dátových typov, napriek tomu zostáva značná technická prekážka v tom, aby bola mikrobiómová multi-omická bioinformatika prístupná všetkým výskumníkom, ktorých projekty by boli prínosom týchto metód, “Povedal Caporaso.
S pozadím v softvérovom inžinierstve, Predchádzajúci projekt Caporaso, QIIME 1, začala pred 12 rokmi v spolupráci so svojim doktorandským poradcom Robom Knightom, teraz riaditeľ Centra pre inovácie mikrobiómov na Kalifornskej univerzite, San Diego (UCSD). QIIME 1 bol navrhnutý tak, aby uľahčoval ich vlastné štúdie o mikrobiómoch - ako sú tie, ktoré sa nachádzajú u ľudí alebo v pôde - ale tiež aby boli tieto metódy prístupné všetkým výskumníkom mikrobiómov.
Caporaso nastúpil na fakultu NAU v roku 2011, kde pokračoval vo svojej práci na QIIME 1. Prostredníctvom svojej práce v Partnerstve pre indiánsku prevenciu rakoviny, a následne počas prázdnin v NCI, Caporaso si uvedomil potenciálny význam ľudského mikrobiómu pre rakovinu. Jeho hlavné články o QIIME 1 a 2 boli teraz citované takmer 25, 000 -krát v literatúre o primárnom výskume, čo z neho robí jedného z najcitovanejších výskumníkov na NAU, podľa Google Scholar, a Caporaso poznamenáva, že takmer 20 percent týchto citácií pochádza zo štúdií o rakovine. To ho viedlo k tomu, že sa začal zameriavať na lepšiu podporu komunity pre výskum rakoviny pomocou QIIME, a nakoniec k tomuto päťročnému oceneniu od NCI.
„Je to vzrušujúce pre výskumníkov rakoviny, pretože to umožní nový typ štúdie vo výskume mikrobiómov, "povedal." QIIME sa zvyčajne používa na generovanie taxonomického porozumenia mikrobiómu-aké mikróby sú v tomto prostredí prítomné, a ako sa komunity mikrobiómov navzájom porovnávajú na základe ich taxonomického zloženia. Začínajú sa uplatňovať nové technológie, ktoré nám pomáhajú zvážiť ďalšie faktory, napríklad aké biologické činnosti sa mikróby zaoberajú, a metabolické produkty týchto činností. Integrácia týchto údajov, spolu s údajmi o hostiteľovi, ako je ich genóm, nás určite privedie k novému mechanickému chápaniu úlohy mikrobiómu v rakovine. “
QIIME 2 bude podporovať analýzu nových typov údajov, metagenomika a metabolomika, odpovedať na otázky týkajúce sa činnosti mikróbov. To bude zahŕňať informácie o funkčných génoch kódovaných v mikrobiálnych genómoch a metabolitoch prítomných v životnom prostredí - malé molekuly ako kofeín alebo etanol a produkty produkované mikróbmi - a ako môžu mať vplyv na hostiteľa.
„S profilovaním mikrobiómov, získavame predstavu o biológii; s profilovaním metabolitov, robíme si obraz o chémii. To nám pomáha porozumieť tým väčším, holistickejší pohľad na to, čo sa deje v tomto nekonečne komplexnom prostredí črevného mikrobiómu, kde máte k dispozícii trilióny buniek, ktoré navzájom interagujú a vo svojom prostredí, všetky vytvárajú a konzumujú metabolity, ktoré majú vplyv na ich správanie a správanie našich buniek. Budeme vedieť nielen to, kto tam je, pokiaľ ide o mikroorganizmy, ale čo robia, kde žijú a ako spolu komunikujú. “
Rovnako ako v prípade QIIME 1, QIIME 2 je softvérová platforma s otvoreným zdrojovým kódom, zadarmo a dostupné pre kohokoľvek. QIIME 2 bol navrhnutý tak, aby rozšíril automatizované metódy sledovania a hlásenia s cieľom zlepšiť reprodukovateľnosť výskumu, as týmto financovaním tím vytvorí nové nástroje na pomoc s dlhodobou archiváciou údajov. Aktualizácie QIIME 2 vydáva štvrťročne tím Caporaso, a už začali pracovať na niektorých cieľoch tohto grantu.
„Je to neuveriteľne vzrušujúci projekt pre komunitu výskumných mikrobiómov rakoviny, “povedala Melissa Herbst-Kralovetz, docent na Cancer Center University of Arizona a riaditeľ Programu výskumu zdravia žien na The UA College of Medicine-Phoenix. „Moje laboratórium skúma úlohu mikrobioty pri gynekologických rakovinách, sexuálne prenosné infekcie a zdravie žien. V súčasnosti využívame 3D ľudské modely in vitro, aby sme lepšie pochopili úlohu mikrobioty vo vývoji a progresii rakoviny, ktorá sa spolieha na integráciu rôznych dátových typov z klinických vzoriek a našich laboratórnych 3D modelov. Nová funkcionalita vyvíjaná pre QIIME 2 nám pomôže posúdiť presnosť týchto modelov, a nakoniec preložiť informácie, ktoré získame z týchto 3D modelov, späť na kliniku na boj proti rakovine. “
„Keď budeme môcť začať spájať hostiteľskú biológiu, mikrobiológia a chémia, vtedy skutočne budeme schopní zistiť niektoré chýbajúce súvislosti medzi mikrobiómom a vývojom rakoviny alebo liečbou rakoviny, “Povedal Caporaso.
Vidiecka a mestská mikrobiota sa líši od mladého veku,
Mikrobiotická modulácia a obnovenie eubiózy by mohli pomôcť obmedziť komplikácie súvisiace s COVID-19
Opatrenia na zabránenie prenosu SARS-CoV-2 odpadovou vodou v chudobných oblastiach
Genetické riziko autoimunity môže byť spojené s rozdielmi v črevnom mikrobióme
Vaginálny mikrobióm môže ovplyvniť účinnosť preventívnej terapie HIV
Strata mikrobiómu pri použití antibiotík ovplyvňuje reakciu na očkovaciu látku proti chrípke
Štúdia objasňuje príčiny oslabujúcej bolesti čriev
Oslabujúca bolesť čriev je bežná, ale základná príčina je stále nejasná. Zvyčajne pochádza z črevnej infekcie, ktorá vyvoláva imunitné reakcie. Môžu spôsobiť, že každodenné potraviny budú považované z
Mikroplast je v ľudskom odpade identifikovaný po prvýkrát
Analýza vzoriek ľudskej stolice odobratých účastníkom z ôsmich krajín zistila, že každá testovaná vzorka obsahovala mikroplasty a bolo prítomných až deväť rôznych plastov. Obrazový kredit:
Model novonarodených myší poskytuje vodítka k príčine devastujúcej črevnej choroby u anemických preemií
Lekári majú už dlho podozrenie, že transfúzie červených krviniek podávané predčasne narodeným deťom s anémiou môžu ohroziť rozvoj nekrotizujúcej enterokolitídy, alebo NEC, potenciálne smrteľné zápalov