Vedci NTU použili nový protokol o vzorkovaní a sekvenovaní DNA mikrobiálnych komunít vo vzduchu v Singapure. Zistili, že zloženie mikrobiálnej komunity v tropickom vzduchu sa predvídateľne mení, s baktériami dominujúcimi vo dne a hubami v noci.
Tento vzor deň-noc a rozmanitosť vzdušných mikroorganizmov v atmosfére blízkeho povrchu nebol predtým známy, pretože atmosféra je technologicky náročná na štúdium, čo z neho robí najviac nepreskúmaný ekosystém v planetárnom meradle, v porovnaní s pozemnými a morskými ekosystémami.
Nové poznatky o tropických bioaerosoloch - drobných vzduchom prenášaných časticiach obsahujúcich huby, baktérie a rastlinný materiál - je tento týždeň hlásený v Zborník Národnej akadémie vied .
Vo výskumnej práci vedenej profesorom genomiky NTU Stephanom Schusterom, tím uviedol, že tropický vzduch má mikrobiálnu diverzitu s podobnou komplexnosťou ako ostatné dobre študované ekosystémy, napríklad morská voda, pôda, a ľudské črevo.
Tieto bioaerosolové spoločenstvá (vzduchom prenášané častice biologického pôvodu) majú nečakane vysoký počet bakteriálnych a hubových druhov, a sledujú cyklus diel (24-hodinový denný a nočný cyklus), o ktorom sa vedci domnievajú, že je poháňaný environmentálnymi podmienkami, ako je vlhkosť, dážď, slnečného žiarenia a hladín oxidu uhličitého.
Tiež demonštrujú väčšiu variáciu v zložení v priebehu jedného dňa ako medzi dňami alebo dokonca mesiacmi. Táto robustná komunitná štruktúra si zachováva dlhodobú predvídateľnosť, napriek zmenám v prúdení vzduchu a monzúnovým vetrom v tropických sezónach.
Profesor Schuster, ktorý je riaditeľom výskumu v SCELSE, povedal, že schopnosť analyzovať bioaerosoly poskytuje pohľad na mnoho aspektov mestského života, ktoré ovplyvňujú náš každodenný život a ľudské blaho. Poskytuje tiež pochopenie interakcií medzi atmosférickými, suchozemské a vodné planetárne ekosystémy, čo je obzvlášť cenné počas zmeny klímy.
Naša súčasná štúdia naznačuje, že teplota je tiež globálnym motorom dynamiky mikrobiálnych komunít pre atmosféru v blízkosti povrchu. Takéto chápanie je zásadné pre zaistenie udržateľnosti ekosystému v mestskom prostredí i mimo neho.
Lokálne, porozumenie dynamike bioaerosolu bude tiež informovať o spôsobe, akým riadime svoju okolitú atmosféru, ako je vplyv kvality vnútorného vzduchu, mechanické vetranie a znečistenie vzdušných mikrobiómov, ktoré nás obklopujú. Ďalej, naša štúdia poskytuje dôležité a veľmi potrebné pohľady na bioaerosoly v tropickom prostredí, vzhľadom na to, že existujúce štúdie zahŕňali výlučne mierne podnebie. “
Stephan Schuster, Profesor genomiky NTU
V priemere, ľudia denne dýchajú 11 kubických metrov vzduchu (11 000 litrov), ktoré by počas dňa mohlo obsahovať asi 50 000 buniek organizmu v trópoch, ale 30 až 100 -násobok tejto sumy v noci.
Vedci tvrdia, že začínajú chápať vplyv vzdušných mikrobiálnych spoločenstiev na životné prostredie a ľudské zdravie, s bezprostredným vplyvom na pacientov s respiračnými ochoreniami. Ďalej, škodám na poľnohospodárskych plodinách by sa dalo dlhodobo vyhnúť, pretože mnohé z detegovaných organizmov sú rastlinné patogény alebo huby hnijúce drevo.
Zistenia viedli výskumný tím k zahájeniu prebiehajúceho interdisciplinárneho výskumného projektu medzi SCELSE a Lee Kong Chian School of Medicine v oblasti respiračného zdravia.
Spolu s klinickými odborníkmi vedenými respiračným lekárom, odborným asistentom Sanjayom Chotirmallom, Proboštova stolička v molekulárnej medicíne, spoločný tím hodnotí, ako bioaerosoly ovplyvňujú pacientov s bronchitídou, chronická obštrukčná choroba pľúc a ťažká astma.
Výskumný tím postavil sériu kolektorov vzoriek vzduchu na strechu v areáli NTU, ktorý zbieral vzorky každé dve hodiny v priebehu piatich dní (180 vzoriek za časový rad). Ten istý experiment sa opakoval každé tri mesiace po dobu 13 mesiacov, ktorá zahŕňala dve monzúnové sezóny Singapuru.
Vzdušná biomasa sa zbierala čerpaním vzduchu cez elektrostatický filter zadržiavajúci častice v rozmedzí 0,5 až 10 mikrometrov (asi 50-krát až 10-krát menšia ako priemerná hrúbka ľudského vlasu). Predtým vzorky vzduchu sa museli agregovať niekoľko týždňov alebo mesiacov, aby sa zhromaždil dostatok materiálu na analýzu.
Prostredníctvom nového protokolu sekvenovania DNA s extrémne nízkou biomasou, ktorý vyvinul výskumný tím NTU, bolo možné analyzovať oveľa menšie objemy vzduchu, umožňuje po prvý raz schopnosť študovať hodinové zmeny v zložení mikrobiómu vzduchu.
Všetky bioaerosoly boli klasifikované podľa ich podobností a rozdielov s DNA, čo umožnilo identifikáciu vzdušných organizmov na úrovni druhov po porovnaní s existujúcimi databázami sekvencií DNA.
Vedci prekročili úroveň identifikácie bioaerosolov, ktorú predtým vedci dosiahli, bez potreby amplifikácie DNA alebo s použitím dlhodobých vzorkovacích období, ktoré neposkytujú dostatočne podrobné informácie v krátkych časových intervaloch.
Predchádzajúce štúdie iných výskumných skupín uviedli komunity bioaerosolov založené na kultivácii alebo génovej amplifikácii, oba spôsobujú značné skreslenia a súhrn času, bez dosiahnutia časového rozlíšenia, ktoré by umožnilo pozorovať každodenné cyklovanie vzdušných mikroorganizmov.
Členka tímu Dr. Elena Gusareva, postdoktorandský výskumný pracovník na NTU uviedol, že bezprecedentný rozsah a hĺbka analýzy a klasifikácie, umožnil tímu identifikovať viac ako 1, 200 bakteriálnych a hubových druhov, ktoré majú meniaci sa charakter zloženia mikrobiálneho spoločenstva.
Prebiehajúci výskum na NTU sa teraz zameriava na použitie tej istej metódy na globálnu analýzu bioaerosolov na iných miestach, čo by mohlo priniesť podobné trendy z hľadiska sledovania cyklu diel.
To, čo jete, môže zmeniť spôsob, akým antibiotiká ovplyvňujú vaše črevo
Výskum hovorí, že pri infekcii psov SARS-CoV-2,
Pacienti na imunoterapiách by mali konzumovať viac vlákniny,
Ústna voda ovplyvňuje účinky cvičenia
Črevný mikrobióm spojený s problémami správania u detí
Dysbióza črevnej mikroflóry môže u pacientov s COVID-19 spôsobiť závažnú sekundárnu infekciu
Pacienti na imunoterapiách by mali konzumovať viac vlákniny,
menej probiotík Nová štúdia zistila, že užívanie probiotík by mohlo drasticky znížiť odpoveď onkologických pacientov na imunoterapiu. Probiotiká sú voľne dostupné bez lekárskeho predpisu a nie sú reg
Mikróby mohli predpovedať smrteľné následky u ventilovaných pacientov s COVID-19
Prítomnosť Mycoplasma salivarium v dolných dýchacích cestách ventilovaných pacientov s infekciou COVID-19 je spojená so zvýšenou pravdepodobnosťou úmrtia. Výsledok bol súčasťou molekulárneho výskumu
Podrobná mapa mikrobiómu ľudského jazyka
Nová štúdia publikovaná v časopise Bunkové správy v marci 2020 uvádza použitie pokročilých a rýchlych spektrálnych zobrazovacích techník na vytvorenie podrobnej mapy mikrobiálnych spoločenstiev v ľu