Na videz enake bakterije imajo lahko drugačen učinek

Naš črevesni mikrobiom - dopolnilo bakterij, ki jih nosimo v črevesju - je povezan z vsem, od debelosti in sladkorne bolezni do bolezni srca in celo nevroloških motenj in raka. V preteklih letih, raziskovalci so razvrščali po številnih bakterijskih vrstah, ki naseljujejo mikrobiom, vprašati, kateri od njih je lahko vpleten v določene motnje. Toda dokument, objavljen danes v Narava naslavil novo vprašanje:"Kaj pa, če je isti mikrob pri različnih ljudeh drugačen?"

Že dolgo je znano, da genomi mikrobov niso fiksirani od rojstva, takšni kot so naši. Lahko izgubijo nekaj svojih genov, izmenjajo gene z drugimi mikroorganizmi, ali pridobijo nove iz svojega okolja. Tako podrobna primerjava genomov na videz enakih bakterij bo razkrila zaporedja DNK, ki se pojavljajo v enem genomu in ne v drugih, ali morda sekvence, ki se pojavijo le enkrat v enem in večkrat v drugih. Te razlike imenujemo strukturne variante. Strukturne različice - tudi majhne - se lahko prevedejo v velike razlike v načinih interakcije mikrobov s svojimi človeškimi gostitelji. Druga možnost je lahko razlika med benigno in patogeno prisotnostjo, ali pa bi lahko povzročil odpornost bakterij na antibiotike.

Dr. David Zeevi in ​​Tal Korem, sprva v laboratoriju prof. Erana Segala na Weizmannovem inštitutu za znanost, nato pa na sedanjih položajih na univerzah Rockefeller in Columbia, razvili algoritme, ki sistematično identificirajo strukturne variante v mikrobiomih človeškega črevesja. Raziskovalci so začeli z mikrobiomi iz skoraj 900 izraelskih oseb, pri katerem jim je uspelo identificirati več kot 7, 000 različic. Naslednji, so sodelovali z nizozemskimi raziskovalci z Univerze v Groningenu, na Nizozemskem, in te variante so iskali v mikrobiomih velike skupine nizozemskih subjektov. Večino strukturnih variant, ki so jih opredelili pri izraelskih subjektih, je bilo mogoče najti tudi med nizozemskimi, kljub razlikam v genetiki in življenjskem slogu med skupinami.

Znanstveniki so nato vprašali, ali je katera od strukturnih variant, ki so jih identificirali, povezana z zdravjem ali boleznijo. Skupina se je pojavila več kot 100, ki so bili povezani z dejavniki tveganja za bolezen. Mnoga od teh združenj so se ponovno pojavila v nizozemski kohorti.

V enem primeru, posamezniki, ki so imeli v svojem mikrobiomu določeno varianto v genomu določene mikrobne vrste, so bili za 6 kg tanjši in so imeli 4 cm ožji pas, v povprečju, kot posamezniki, ki so imeli isti mikrob - vendar tisti, ki ni imel te posebne variante. Znanstveniki so nato analizirali gene, kodirane na tej različici, in ugotovili, da daje bakteriji potencialno sposobnost, da določene sladkorje spremeni v snov, imenovano butirat. Butirat je majhna maščobna kislina, ki diši po ogorčenem maslu (zato tudi ime, iz starogrščine za "maslo"); kljub vonju, Dokazano je, da ima butirat protivnetne učinke in pozitiven vpliv na presnovo. Ta sposobnost, pravijo znanstveniki, bi lahko razložil razliko v teži med nosilci bakterij in tistimi brez strukturne variante.

Ugotovitev kaže, da bi metoda, ki jo je razvila skupina, lahko raziskovalcem pomagala ugotoviti povezave med našim mikrobiomom, zdravje in bolezni na pomembne načine, ki bi jih lahko z drugimi sredstvi zamudili. "Resnični potencial tega pristopa, "pravi Zeevi, "je, da nam omogoča iskanje dejanskih mehanizmov za združenji, ki jih najdemo."

Segal ocenjuje, da je v človeškem črevesnem mikrobiomu lahko več deset tisoč strukturnih različic, na tisoče pa je lahko povezanih z boleznijo in tveganjem za nastanek bolezni. Ker je sestava mikrobioma vpletena v toliko različnih sindromov in motenj, ta raziskava bi lahko trajno vplivala na iskanje boljšega, bolj ciljno usmerjeni probiotiki za zdravljenje bolezni.

• Ribja sluz je lahko potencialni vir antibiotikov
• Izobraževanje zdravnikov morda ne bo opazno vplivalo na stopnjo predpisovanja zdravil,