Proteinbud från mänsklig mikrobiom belyser människors hälsa

Människokroppen har studerats i århundraden, men det finns fortfarande mysterier som ännu inte ska utvecklas. Till exempel, det upptäcktes att det finns biljoner bakterier som lever inuti kroppen, de som är fördelaktiga för hälsan. Nu, studier är inriktade på att studera det mänskliga mikrobiomet och hur de påverkar hälsa och välbefinnande.

Det mänskliga mikrobiomet gör tusentals små, tidigare oidentifierade proteiner, belyser människors hälsa och kan bana väg för utveckling av läkemedel i framtiden.

Ett team av forskare vid Stanford University lägger grunden för det mänskliga mikrobiomet för framtida undersökningar om hur biljoner bakterier, svampar, och archaea som finns i kroppen tävlar om näringsämnen, Resurser, ge sig på, och samexistera med varandra.

De nya fynden, som publiceras i tidningen Cell, avslöja mer om de mycket olika arterna av mänsklig flora, gör det möjligt att formulera nya behandlingar som potentiellt kan bota sjukdomar, även de som anses obehandlade.

Resultaten kom från en analys av 1, 773 mänskliga associerade metagenomer samplade från fyra olika kroppsställen. (Kredit:Tsvetkov Maxim/Shutterstock)

Potential för små budbärsproteiner

Studieutredarna syftar till att identifiera och undersöka de små budbärsproteiner som används av mikrober som lever inuti människor. De fann att det verkligen finns en häpnadsväckande mångfald av den mänskliga floran, med mer än 4, 000 familjer av molekyler, varav de flesta ännu inte beskrivits eller upptäckts.

"Eftersom det är mycket svårare att söka efter sekvenser som kodar för små proteiner än att tråla efter stora proteiner, vår förståelse av de små proteiner som uttrycks av mikrobiella samhällen har alltid saknats, "Nikos Kyrpides, en senior vetenskapsman och studieförfattare i Berkeley Lab, sa.

Han tillade att små proteiner som består av 50 eller färre aminosyror, som kan passera genom cellmembran och cellväggar, utföra olika viktiga uppgifter för organismen, förmedla växelverkan mellan organismen och miljön. Faktiskt, med sin lilla storlek, de kan enkelt vikas till unika former som representerar tidigare oidentifierade biologiska byggstenar.

Messengerproteinernas funktioner, och eftersom de är lättare att manipulera och syntetisera än större molekyler, gör dessa små proteiner till goda mål och källor till nya terapier och läkemedel. Också, om forskare kan manipulera och återskapa formen på de små proteinerna, dessa molekyler kan öppna dörrarna i den avancerade utvecklingen och upptäckten av ett nytt läkemedel.

Mycket rikliga små proteiner utför olika funktioner

"Det är kritiskt viktigt att förstå gränssnittet mellan mänskliga celler och mikrobiomet, ”Dr Ami Bhatt, biträdande professor i medicin och genetik och seniorforskare, sa.

”Hur kommunicerar de? Hur skyddar bakteriestammar sig från andra stammar? Dessa funktioner finns troligen i mycket små proteiner, som kan vara mer sannolikt än större proteiner att utsöndras utanför cellen, " tillade hon.

Dock, eftersom proteinerna är mycket små, det har varit utmanande att studera dem med konventionella metoder.

"Vi har mer troligt att göra ett fel än att gissa rätt när vi försöker förutsäga vilka bakteriella DNA -sekvenser som innehåller dessa mycket små gener. Så, tills nu, vi har systematiskt ignorerat deras existens. Det har varit en klar blind fläck, " tillade hon.

I studien, forskarna identifierade systematiskt små proteiner genom att genomföra en jämförande genomikstudie på 1, 773 mänskliga associerade metagenomer från fyra olika kroppslägen. De hittade mer än 4, 000 bevarade familjer, där de flesta är nya och inte har upptäckts tidigare.

Mer än 30 procent av proteinfamiljerna misstänktes utsöndras eller transmembrant. Också, över 90 procent av de små proteinfamiljerna har ingen känd domän, och ungefär hälften är inte representerade i referensgenomet.

Forskarna hoppas kunna studera små proteiner ytterligare och djupgående. Små proteiner kan manipuleras och syntetiseras lättare och snabbare än större molekyler. Som ett resultat, de kan fungera som biologiska växlar för att växla mellan funktionella tillstånd eller utlösa reaktioner i andra celler. Därav, de kunde öppna dörren för utveckling av nya läkemedel, som kan hjälpa till att behandla många sjukdomar.

• Växtbaserad kost kan läka din reumatoid artrit
• Mount Sinai tilldelade 1,7 miljoner dollar för att studera hur blåscancer påverkar naturliga mördarceller