Till synes identiska bakterier kan ha en annan effekt

Vårt tarmmikrobiom - komplementet av bakterier vi bär runt i våra tarmar - har kopplats till allt från fetma och diabetes till hjärtsjukdomar och till och med neurologiska störningar och cancer. Under de senaste åren har forskare har sorterat igenom de många bakteriearter som fyller mikrobiomet, fråga vilken av dem som kan vara inblandad i specifika störningar. Men ett papper publicerat idag i Natur ställde en ny fråga:"Tänk om samma mikrob är annorlunda hos olika människor?"

Det har länge varit känt att mikrobernas genomer inte fixeras från födseln, som vår är. De kan förlora några av sina gener, utbyta gener med andra mikroorganismer, eller få nya från sin miljö. Således, en detaljerad jämförelse av genomerna till synes identiska bakterier kommer att avslöja sekvenser av DNA som förekommer i ett genom och inte andra, eller möjligen sekvenser som bara visas en gång i en och flera gånger om i andra. Dessa skillnader kallas strukturella varianter. Strukturella varianter - även små - kan leda till stora skillnader i hur mikrober interagerar med sina mänskliga värdar. En variant kan vara skillnaden mellan en godartad och en patogen närvaro, eller det kan ge bakterier resistens mot antibiotika.

Drs. David Zeevi och Tal Korem, inledningsvis i laboratoriet för professor Eran Segal vid Weizmann Institute of Science och sedan i deras nuvarande positioner vid Rockefeller och Columbia University, utvecklat algoritmer som systematiskt identifierar strukturella varianter över människans tarmmikrobiomer. Forskarna började med mikrobiomer från nästan 900 israeliska ämnen, där de lyckades identifiera över 7, 000 varianter. Nästa, de bildade ett samarbete med nederländska forskare från University of Groningen, i Nederländerna, och de letade efter dessa varianter i mikrobiomerna hos en stor grupp nederländska ämnen. De flesta av de strukturella varianter som de hade identifierat i de israeliska ämnena kunde också hittas bland de nederländska, trots skillnaderna i genetik och livsstil mellan grupperna.

Forskarna frågade därefter om någon av de strukturella varianterna de hade identifierat är förknippad med hälsa eller sjukdom. Gruppen dök upp mer än 100 som var associerade med riskfaktorer för sjukdom. Många av dessa föreningar replikerades igen i den nederländska kohorten.

I ett fall, individer som hade en viss variant närvarande i genomet för en viss mikrobiell art i deras mikrobiom var 6 kg tunnare och hade en 4 cm smalare midja, i genomsnitt, än individer som hade samma mikrobe - men en som inte rymde just den varianten. Forskarna analyserade sedan generna som är kodade för denna variant och fann att det ger bakterien den potentiella förmågan att förvandla vissa sockerarter till ett ämne som kallas butyrat. Butyrat är en liten fettsyra som luktar härskande smör (alltså dess namn, från forngrekiska för "smör"); trots lukten, butyrat har visat sig ha antiinflammatoriska effekter och ett positivt inflytande på ämnesomsättningen. Denna förmåga, säger forskarna, kan hjälpa till att förklara viktskillnaden mellan de som bär bakterier med och de utan den strukturella varianten.

Fyndet tyder på att metoden som gruppen utvecklat kan hjälpa forskare att hitta sambandet mellan vårt mikrobiom, hälsa och sjukdom på betydande sätt som kan missas med andra medel. "Den verkliga potentialen i detta tillvägagångssätt, "säger Zeevi, "är att det tillåter oss att leta efter de faktiska mekanismerna bakom de associationer vi hittar."

Segal uppskattar att det kan finnas tiotusentals strukturella varianter i människans tarmmikrobiom och tusentals av dessa kan vara associerade med sjukdom och sjukdomsrisk. Eftersom mikrobiomets sammansättning har varit inblandad i så många olika syndrom och störningar, denna forskning kan ha en varaktig inverkan på sökandet efter bättre, mer riktade probiotika för behandling av sjukdom.

• Fiskslem kan vara en potentiell källa till antibiotika finner studier
• Utbildning av läkare ensam kanske inte har någon märkbar effekt på förskrivningsgraden,