محققان نگاه دقیق تری به ژنوم جوامع میکروبی در دهان انسان دارند – ScienceDaily


باکتری ها اغلب یک بیوگرافی بسیار قوی را نشان می دهند – برخی از باکتریها در مکان های خاص فراوان هستند در حالی که در بعضی دیگر وجود ندارند – که در هنگام استفاده از میکروبیولوژی برای درمانگران یا پروبیوتیک ها س keyالات اساسی را ایجاد می کند: چگونه باکتری ها به مکان اشتباه رسیده اند؟ وقتی جغرافیای زیستی از “شوک” خارج شده چگونه می توان باکتریهای مناسب را در مکان مناسب اضافه کرد؟

با این حال ، این مسائل یک مانع عمده دارند ، باکتری ها بسیار کوچک و بی شمار با جمعیت بسیار متنوع و پیچیده هستند ، که چالش های بزرگی برای درک این است که کدام زیر گروه باکتری ها در کجا زندگی می کنند و چه ژن ها یا توانایی های متابولیکی به آنها اجازه می دهد در این مکان های “اشتباه” رشد کنند.

در یک مطالعه جدید منتشر شده در زیست شناسی ژنوم محققان به سرپرستی دانشگاه هاروارد میکروبیوم دهان انسان را مطالعه کردند و تنوع چشمگیری را در زیر جمعیت های باکتریایی که در مناطق خاصی از دهان زندگی می کنند ، یافتند.

دانیل آر اوتر ، نویسنده اصلی این مقاله می گوید: “ما به عنوان بوم شناسان میکروبی ، شیفته این مسئله هستیم که چگونه باکتری ها می توانند هر زیستگاه را به طاقچه های مختلف تقسیم کنند ، اما به عنوان خود انسان ، این کنجکاوی ذاتی را درباره نحوه مدل سازی میکروب ها در بدن خود داریم.” دانشجوی دکترای گروه زیست شناسی ارگانیک و تکاملی ، دانشگاه هاروارد.

تحولات اخیر در تعیین توالی و رویکردهای اطلاعات زیستی ، روش های جدیدی برای کشف پیچیدگی جوامع باکتریایی پیشنهاد کرده است. Utter و Colleen Cavanaugh ، Edward C. Jeffrey استاد زیست شناسی در گروه زیست شناسی ارگانیک و تکاملی ، دانشگاه هاروارد ، با محققان آزمایشگاه زیست شناسی دریایی ، وودز هول ، دانشگاه شیکاگو و موسسه Forsyth – رویکردهای پیشرفته برای تعیین توالی همکاری کردند. تجزیه و تحلیل برای به دست آوردن تصویر بهتر از میکروبیوم دهان.

یکی از نویسندگان A. Murat Eren ، استادیار دانشکده پزشکی دانشگاه شیکاگو گفت: “دهان مکان ایده آل برای مطالعه جوامع میکروبی است.” وی افزود: این نه تنها ابتدای دستگاه گوارش است ، بلكه همچنین یك محیط بسیار خاص و كوچك است كه در میكروب ها به اندازه كافی متنوع است و ما می توانیم واقعاً پاسخگوی س questionsالات جالب در مورد میكروبیوم ها و رشد آنها باشیم.

دهان حاوی مقدار شگفت انگیزی از میکروب های خاص سایت در مناطق مختلف است. به عنوان مثال ، میکروبهای موجود در زبان بسیار متفاوت از میکروبهای موجود در پلاکهای دندانی هستند. “میکروب های زبان شما بیشتر از آنهایی که در گلو یا لثه شما زندگی می کنند شبیه آنهایی است که به زبان خارجی زندگی می کنند!” گفت ارن.

این تیم پایگاه داده های عمومی را بررسی و 100 ژنوم را که چهار نوع باکتری است که معمولاً در دهان یافت می شود ، بازیابی کرد. Haemophilus parainfluenzae هر سه گونه دهانی جنس شرکت، و از آنها به عنوان پرس و جو برای تحقیق در مورد نزدیکان خود استفاده کرد ، نمونه هایی که از صدها دهان داوطلب از پروژه میکروبیوم انسانی (HMP) گرفته شده است.

اوتر گفت: “ما از این ژنوم ها به عنوان نقطه شروع استفاده کردیم ، اما به سرعت فراتر از آنها حرکت کردیم تا تغییرات ژنتیکی مشترک بین تریلیون سلول باکتری را که در دهان ما زندگی می کند ، مطالعه کنیم.” “زیرا در پایان روز ، ما به آن علاقه مندیم ، نه چند مورد تصادفی که توالی یابی شده اند.”

با استفاده از این رویکرد به تازگی توسعه یافته ، به نام متاپاژنومیكس ، كه ترکیبی از پانژنوم ها (مجموع تمام ژن های موجود در مجموعه ای از باكتری های مرتبط) با متاژنومیك (مطالعه DNA كلی از همه باكتری های موجود در جامعه) است ، به محققان این اجازه را می دهد كه مطالعه عمیقی بر روی ژنوم ها انجام دهند. از میکروب ها ، که منجر به کشف تکان دهنده ای شد.

اوتر گفت: “ما تنوع فوق العاده ای پیدا کردیم.” “اما ما از الگوی این تنوع در قسمت های مختلف دهان ، به ویژه بین زبان ، گونه ها و سطح دندان ، شوکه شدیم.”

به عنوان مثال ، در داخل گونه ای از میکروب ها ، محققان اشکال ژنتیکی مختلفی پیدا کرده اند که به شدت با یک مکان متفاوت در دهان مرتبط است. در بسیاری از موارد ، تیم توانسته است تعداد معدودی از ژن ها را شناسایی کند که می تواند زیستگاه خاص یک گروه باکتری خاص را توضیح دهد. محققان همچنین با استفاده از متاپاژنومیک توانسته اند روش های خاصی را تشخیص دهند که باکتری های زنده دهان انسان با بستگان آزمایشگاهی آنها متفاوت است.

کاوانو گفت: “وضوح ارائه شده توسط این تکنیک ها – با مقایسه مستقیم ژنوم باکتری های” اهلی “و” وحشی “- به ما امکان می دهد این اختلافات را از طریق ژن جدا کنیم. “ما همچنین توانستیم سویه های جدید باکتریایی مرتبط اما متفاوت از آنهایی را که در فرهنگ داریم ، شناسایی کنیم.”

کاوانو گفت: “هنگامی که برخی از کاندیداهای باکتریایی واقعاً قوی را شناسایی کردیم که می توانند سازگاری با یک زیستگاه خاص را تعیین کنند ، دوست داریم این فرضیه ها را به صورت آزمایشی آزمایش کنیم.” این یافته ها می تواند کلید باز کردن قفل پروبیوتیک های هدفمند باشد ، جایی که دانشمندان می توانند از آنچه در مورد نیاز زیستگاه هر میکروب آموخته اند برای طراحی میکروب های مفید برای فرود در یک زیستگاه خاص استفاده کنند.

جسیکا مارک ولش ، دانشمند دانشیار در آزمایشگاه زیست شناسی دریایی ، گفت: “دهان به راحتی قابل دسترسی است به طوری که انسان مدت طولانی است که بر روی باکتری های دهان کار می کند.”

“هر محیطی که ما نگاه می کنیم دارای این جامعه پیچیده و پیچیده از باکتری ها است ، اما چرا چنین است؟ گفت مارک ولش. “درک اینکه چرا این جوامع بسیار پیچیده هستند و چگونه باکتری های مختلف برهم کنش دارند ، به ما کمک می کند تا بهتر درک کنیم که چگونه می توان یک جامعه باکتریایی را که به سلامتی ما آسیب می زند ، ترمیم کرد و به ما گفت که کدام میکروب ها باید خارج شوند یا دوباره به آنها اضافه شوند.”

این مطالعه و موارد مشابه می تواند بینش جدیدی در مورد نقش میکروب های دهان در سلامت انسان ارائه دهد. اوتر گفت: “توانایی شناسایی ژن های خاص در پس سازگاری با زیستگاه تا حدودی” جام مقدس “در محیط زیست میکروبی است.” “ما از سهم خود در این زمینه بسیار هیجان زده هستیم!”


منبع: unbox-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>