Za študij, objavljeno 26. maja v Celica , mednarodni preiskovalci so zbrali skoraj 5, 000 vzorcev v triletnem obdobju v 60 mestih v 32 državah in na šestih celinah. Raziskovalci so analizirali vzorce z uporabo genomske tehnike sekvenciranja, imenovane sekvenciranje puške, da bi odkrili prisotnost različnih mikrobov, vključno z bakterijami, arheje (enocelični organizmi, ki se razlikujejo od bakterij), in virusi, ki uporabljajo DNA kot svoj genski material. (Druge vrste virusov, ki uporabljajo RNA kot svoj genski material, kot je SARS-CoV-2, virus, ki povzroča COVID-19, ne bi odkrili z metodami analize DNK, uporabljenimi v tej predpandemični študiji.)
To področje raziskav ima pomembne posledice za odkrivanje izbruhov znanih in neznanih okužb ter za proučevanje razširjenosti mikrobov, odpornih proti antibiotikom, v različnih urbanih okoljih.
"Vsakič, ko se usedeš v podzemno železnico, verjetno boste potovali s povsem novo vrsto, "je dejal višji avtor dr. Christopher Mason, so-direktor pobude WorldQuant Initiative for Quantitative Prediction in profesor fiziologije in biofizike na Weill Cornell Medicine. Dr.Mason je tudi soustanovitelj in plačan svetovalec Biotia in Onegevity Health, in plačljivi govornik za WorldQuant LLC.
Sedanja študija je pripeljala do odkritja 10, 928 virusov in 748 bakterij, ki jih ni v nobeni referenčni zbirki podatkov.
Mason je leta 2015 ustanovil MetaSUB (okrajšava za metagenomiko in metaoblikovanje podzemnih železnic in mestnih biomov), skupaj z dr.Evanom Afshinom, ki je bil tedaj dodiplomski študent na Macaulay Honors College na Queens College, zdaj pa je klinični sodelavec na področju fiziologije in biofizike na Weill Cornell Medicine in plačan svetovalec za Onegevity Health.
Novo objavljeno študijo je vodil dr. Zidar, David Danko, doktorand podiplomske šole Weill Cornell v laboratoriju dr. Masona med študijem, in Daniela Bezdan, ki je bil takrat znanstveni sodelavec na področju računalniške biomedicine pri Weill Cornell Medicine.
Z zbiranjem vzorcev mikrobov in analizo njihovih genov-skupaj znanih kot mikrobiom-raziskovalci upajo, da bodo izvedeli več o bakterijah, virusi in drugi mikroorganizmi, ki živijo med ljudmi. Na primer, raziskave lahko pomagajo ugotoviti nastanek sevov, odpornih na antibiotike.
Napovedovanje odpornosti na antibiotike samo po genetskih sekvencah je izziv, vendar so raziskovalci uspeli preslikati nekatere gene, za katere je znano, da so povezani z odpornostjo, količinsko opredeliti njihovo številčnost in potrditi sposobnost genetskih označevalcev, da dajo odpornost. Ugotovili so, da imajo nekatera mesta več genov odpornosti kot druga, in da za nekatere od teh genov morda obstajajo podpisi, značilni za mesto.
Odpornost na protimikrobna sredstva ostaja velik svetovni zdravstveni izziv. "Čeprav so potrebne nadaljnje raziskave, ta nabor podatkov prikazuje vrednost in potencial za kartiranje in spremljanje mikrobiomov, in vpoglede, ki jih lahko zagotovi zdravnikom, znanstveniki in predstavniki javnega zdravja, "Je rekel dr. Afshin.
Poleg tega, spoznavanje majhnih molekul in beljakovin, ki jih proizvajajo mikrobi, bi lahko vodilo tudi do odkritja novih antibiotikov in drugih molekul, ki se lahko razvijejo kot zdravila. Številni antibiotiki in zdravila, ki se trenutno uporabljajo, izvirajo iz mikrobnih virov.
Odkritja o novih mikrobnih vrstah bi lahko vodila tudi do novih laboratorijskih orodij in pristopov, kot so novi načini uporabe orodja za molekularno urejanje, znanega kot CRISPR. V tej študiji je Raziskovalci so odkrili 838, 532 novih nizov CRISPR-delčki virusne DNK, ki jih najdemo v bakterijah-in 4,3 milijona novih peptidov (majhnih beljakovin).
Zaradi teh prizadevanj za vzorčenje, Dr.Mason je dejal, da lahko s približno 90 -odstotno natančnostjo napove, kje oseba živi, samo s sekvenciranjem DNK na svojih čevljih. Ugotovljeno je bilo, da na mikrobiom mesta vplivajo številni dejavniki, vključno s celotno populacijo in gostoto prebivalstva, višina, bližina oceana in podnebja. Ugotovitve o teh različnih podpisih bi lahko omogočile prihodnje forenzične študije.
Mikrobiom vsebuje molekularne odmeve kraja, kjer je bil zbran. Obalni vzorec lahko vsebuje mikrob, ki ljubi sol, medtem ko lahko vzorec iz gosto poseljenega mesta pokaže presenetljivo biotsko raznovrstnost, «Je rekel dr. Danko.
Dr. David Danko, Študentka, Podiplomska šola Weill Cornell.
Dr. Mason in Afshin sta leta 2013 začela zbirati in analizirati vzorce mikrobov v sistemu podzemne železnice v New Yorku. imenovan PathoMap, nanje so se obrnili raziskovalci z vsega sveta, ki so želeli narediti podobne študije za svoja mesta.
Mednarodno zanimanje je navdihnilo laboratorij dr. Masona za ustanovitev MetaSUB in zaposlilo Danielo Bezdan za vodjo raziskave. "Potrebovali smo mednarodno sprejete protokole, logistiko in sporazume o sodelovanju z znanstveniki, prodajalci, vladne pisarne in dobrodelne ustanove za potencialno 100 mest v 20 državah, «Je rekel Bezdan.
Danes MetaSUB še naprej raste in se je razširil na zbiranje vzorcev RNA in DNK iz zraka, voda in kanalizacija, poleg trdih površin. To je privedlo do pet milijonov dolarjev nepovratnih sredstev za zaporedje odpadnih voda in sledenje virusom v treh državah (Florida, New York in Wisconsin), in ki je del novega Nacionalnega sistema za nadzor odpadnih voda (NWSS) Centra za nadzor in preprečevanje bolezni.
Skupina nadzira tudi projekte, kot je Svetovni dan vzorčenja mest (gCSD), vsako leto 21. junija, in je že opravil obsežne študije, vključno z obsežno analizo mikrobov v Riu de Janeiru, med poletnimi olimpijskimi igrami 2016 in po njih. Mnogi vzorci, analizirani v trenutni študiji, so bili zbrani na svetovni dan vzorčenja mest v letih 2016 in 2017.
Vzorčenje New Yorka je bilo izvedeno s podporo kliničnega in translacijskega znanstvenega centra Weill Cornell Medicine (CTSC), v sodelovanju z višjim vodjem programa CTSC Jeffom Zhujem. Dr.Mason s sodelavci se trenutno pripravlja na letošnji dogodek.
"Ko smo začeli leta 2015, konzorcij je sestavljalo 16 mest; šest let kasneje imamo več kot 100 mest. Super je imeti to skupino radovednih, samozaposleni in navdušeni so-preiskovalci, "je rekel dr. Mason, ki je tudi profesor računalniške genomike v računalniški biomedicini na Inštitutu za računalniško biomedicino visokošolskega princa Alwaleeda Bin Talala bin Abdulaziza Al-Sauda pri Weill Cornell Medicine.
"Čeprav se vzorci zbirajo po vsem svetu, večina analiz je narejenih tukaj v New Yorku na Weill Cornell Medicine, "je dejal dr. Mason. Analiza in sestavljanje zaporedij sta uporabila tudi mostove in mostove-2, Superračunalniki Extreme Science and Engineering Discovery Environment (XSEDE) v Pittsburghu Supercomputing Center.
Raziskovalci MetaSUB v Švici (dr. Andre Kahles in Gunnar Rätsch) so uporabili te sklope in surove podatke za izdelavo iskalnega mesta, globalni portal za zaporedje DNK (MetaGraph), ki je indeksiral vse znane genetske sekvence (vključno s podatki MetaSUB). Portal preslika vse znane ali na novo odkrite genetske elemente na njihovo lokacijo na Zemlji in lahko pomaga pri odkrivanju novih mikrobnih interakcij in domnevnih funkcij.
Izolacija DNK iz vzorcev je bila v veliki meri izvedena s podporo Zymo Research in Promega, in zaporedje v sodelovanju z dr. Shawnom Levyjem na Inštitutu za biotehnologijo HudsonAlpha, Klas Udekwu z univerze v Stockholmu in newyorškega centra za genom. Prihodnje in tekoče študije bodo obravnavale RNA in DNK z dolgimi branji in prostorskimi slikami, kakor tudi slediti metabolitom z globalnih mest, in še naprej posodabljati genetski zemljevid planetarnega merila.
Boj proti celiakiji
Modulacija mikrobiote in ponovna vzpostavitev eubioze bi lahko pripomogli k zajezitvi zapletov COVID-19
Zaviralci GSK-3 obetajo pri zdravljenju okužb s koronavirusom
Genetika lahko vpliva na sestavo mikrobioma bolj kot okoljski dejavniki
Nove raziskave ugotavljajo povezavo med črevesnim mikrobiomom in možgansko kapjo
Uporaba FLUOstar Omega za preučevanje novih črevesnih bakterij, ki lahko vplivajo na naše zdravje
Odkritje 100 novih genov bi lahko pomagalo pri raziskavah pigmentacijskih bolezni
Nova študija, ki so jo vodili raziskovalci s Kings College London in Erasmus MC University Rotterdam, je odkrila 124 genov, ki igrajo ključno vlogo pri določanju barve človeških las. Zaslu
Rotavirus ima vlogo pri razvoju sladkorne bolezni tipa 1
Nov članek, objavljen v reviji PLOS Pathogens 10. oktobra, 2019, trdi, da je navadni rotavirus lahko odgovoren za nekatere pojave sladkorne bolezni tipa 1, oblika sladkorne bolezni, ki se pojavi pri o
Surova hrana za hišne živali je nevarna za ljudi in živali
Raziskovalci so v novi študiji ugotovili, da hišni psi in mačke, ki uživajo surovo meso, lahko širijo seve bakterij, odpornih na antibiotike, na ljudi. Njihova študija z naslovom »Prehrana na osnovi s