ژن های کنترل شده توسط نور می توانند نشان دهند که چگونه باکتری های روده بر سلامتی تأثیر می گذارند – ScienceDaily


من وانگ ، محقق کالج پزشکی بیلور قبلاً نشان داده بود که باکتری های تولید کننده متابولیتی به نام اسید کولانیک (CA) می توانند عمر کرم ها را در آزمایشگاه وی تا 50 درصد افزایش دهند ، اما همکاری او با زیست شناس مصنوعی در دانشگاه رایس جفری Tabor ابزاری را برای پاسخ به این س biggerال بزرگتر که چگونه متابولیت عمر طولانی تری دارد ، فراهم می کند.

در مطالعه ای که در eLifeوانگ ، تابور و همكارانش نشان داده اند كه آنها می توانند از رنگهای مختلف نور برای روشن و خاموش كردن ژن های باكتریهای روده در حالی كه باكتریها در روده كرمها هستند استفاده كنند. کار توسط یک سیستم کنترل اپتوژنتیک که تابور بیش از یک دهه در حال توسعه آن بوده است ، امکان پذیر شده است.

“تابور” ، استادیار در مهندسی زیستی و علوم زیستی در برنج. “ما توانستیم تولید CA را به روده محدود کنیم و نشان دهیم که تأثیر مفیدی بر سلولهای روده دارد.”

برای آزمایشات ، آزمایشگاه تابور سویه های E. coli را برای ایجاد CA در صورت قرار گرفتن در معرض نور سبز اما نه قرمز طراحی کرد. تیم برای اطمینان از عملکرد صحیح باکتری ها ، ژن هایی را برای ساختن رنگهای مختلف پروتئین های فلورسنت که در زیر میکروسکوپ روشن به نظر می رسند ، اضافه کردند. یک رنگ همیشه وجود داشته است تا به راحتی بتوان مکان باکتری ها را در داخل کرم ها مشاهده کرد و رنگ دوم فقط وقتی باکتری ها CA تولید می کنند.

آزمایشگاه تابور با همکاری آزمایشگاه وانگ ، باکتری ها را در زیر نور قرمز نگه داشته و به آنها کرم تغذیه می کند ، گونه ای به نام Caenorhabditis elegans (C. elegans) ، که اغلب در علوم زندگی مورد استفاده قرار می گیرد. محققان رشد باکتری ها را از طریق دستگاه گوارش ردیابی کرده و با رسیدن به روده ها ، چراغ سبز را روشن کردند.

وانگ ، رابرت اس فایف با استعداد ، می گوید: “هنگامی که در معرض نور سبز قرار می گیرند ، کرم های حامل این سویه E. coli نیز عمر طولانی تری دارند. هرچه نور قوی تر باشد ، طول عمر بیشتری نیز خواهد داشت.” رئیس پیری ، استاد ژنتیک مولکولی و انسانی در مرکز پیری هافینگتون در بایلور و محقق در انستیتوی پزشکی هوارد هیوز.

در سلولهای C. elegans و سایر حیوانات درجه بالاتر ، از انسان گرفته تا مخمر ، اندامکهای خاصی به نام میتوکندری بیشتر انرژی را تأمین می کنند. هزاران میتوکندری در هر سلول به طور شبانه روزی کار می کنند و تعادل پویایی بین تقسیم و همجوشی برقرار می کنند ، اما با گذشت زمان کارآیی کمتری دارند. با افزایش سن در افراد و موجودات دیگر ، اختلال در عملکرد میتوکندری منجر به کاهش عملکرد سلولهای آنها می شود.

در آزمایشات قبلی با C. elegans ، وانگ و همکارانش نشان داده اند که CA می تواند تعادل بین تقسیم میتوکندری و همجوشی را در هر دو سلول روده و عضله تنظیم کند تا باعث افزایش طول عمر شود. کرم ها معمولاً حدود سه هفته زندگی می کنند ، اما آزمایشگاه وانگ نشان داده است که CA می تواند عمر آنها را تا 4/5 هفته افزایش دهد – 50٪ بیشتر از حد معمول.

تابور گفت که این س questionsالات زیادی را ایجاد می کند. به عنوان مثال ، اگر CA در روده تولید شود ، آیا سلولهای روده ابتدا سود می برند؟ آیا اثر مفید CA با سطح آن ارتباط دارد؟ و مهمتر از همه ، آیا مزایای میتوکندری از روده در بدن پخش می شود؟

که در eLife مطالعه ، محققان دریافتند که تولید CA در روده به طور مستقیم عملکرد میتوکندری در سلولهای روده را در مدت زمان کوتاهی بهبود می بخشد. آنها هیچ مدرکی از چنین مزایای مستقیم و کوتاه مدت میتوکندری در سلولهای عضلانی کرم پیدا نکردند. بنابراین ، اثر تحریک طول عمر CA از روده آغاز می شود و سپس با گذشت زمان به سایر بافت ها نیز سرایت می کند.

تابور گفت: “با استفاده از فناوری خود ، می توانیم از نور برای تولید CA استفاده كنیم و اثر را از طریق كرم مشاهده كنیم.”

وی گفت: دقت فن آوری اپتوژنتیک می تواند به محققان اجازه دهد س questionsالات اساسی را در مورد متابولیسم روده بپرسند.

وی گفت: “اگر بتوانید زمان و محل تولید متابولیت را دقیقاً كنترل كنید ، می توانید طرح های آزمایشی را در نظر بگیرید كه علت و معلول را نشان می دهند.”

اثبات اینکه باکتریهای روده مستقیماً بر سلامتی یا بیماری تأثیر می گذارند یک موفقیت بزرگ است.

تابور گفت: “ما می دانیم که باکتری های روده بر بسیاری از فرآیندهای بدن ما تأثیر می گذارند.” “آنها با چاقی ، دیابت ، اضطراب ، سرطان ، بیماری های خود ایمنی ، بیماری های قلبی و کلیوی مرتبط بوده اند. مطالعات در حال انفجار است که میزان باکتری های شما را هنگام ابتلا به این یا آن بیماری اندازه گیری می کند ، و این نشان دهنده انواع همبستگی است.”

تابور گفت ، اما بین نشان دادن همبستگی و علیت تفاوت زیادی وجود دارد.

وی گفت: “هدف ، آنچه شما واقعاً می خواهید باکتریهای روده ای است كه می توانید بخورید و باعث بهبود سلامتی یا بهبود بیماری می شود.”

اما اثبات اینکه مولکولهای تولید شده توسط باکتریهای روده باعث بیماری یا سلامتی می شوند برای محققان دشوار است. دلیل این امر تا حدی این است که دسترسی روده به صورت آزمایشی دشوار است و به ویژه طراحی آزمایشاتی که نشان می دهد در مکان های خاصی از روده چه اتفاقی می افتد دشوار است.

تابور گفت: دستیابی به روده ها به خصوص در پستانداران بزرگ سخت است. “روده های ما 28 فوت طول و بسیار ناهمگن است. PH در تمام مدت تغییر می کند و باکتریها در طول مسیر کاملاً تغییر می کنند. همچنین بافت ها و کارهایی که انجام می دهند ، مانند مولکول هایی که ترشح می کنند.

وی گفت: برای پاسخ به س questionsالاتی در مورد چگونگی تأثیر باکتری های روده بر سلامتی ما ، باید بتوانید ژن ها را در مکان های خاص و در زمان های خاص مانند جوانی که حیوان جوان است یا صبح از خواب بیدار می شود ، روشن کنید. “شما برای مطالعه جاده ها در زمینهای خود ، محل وقوع آنها و چگونگی وقوع آنها به این سطح از کنترل نیاز دارید.”

تبور گفت: از آنجا که از نور برای تحریک ژن ها استفاده می کند ، اپتوژنتیک این سطح از کنترل را ارائه می دهد.

وی گفت: “تا این لحظه ، نور واقعاً تنها سیگنالی است كه دقت كافی برای درج ژن های باكتریایی در روده باریك در مقایسه با روده بزرگ ، به عنوان مثال ، یا در طول روز دارد ، اما نه در شب.”

تابور گفت که او و وانگ در مورد بسیاری از روشهای استفاده از اپتوژنتیک برای بررسی پیری صحبت کردند.

تابور گفت: “او دوازده ژن باکتریایی پیدا کرده است که می توانند عمر C. elegans را طولانی کنند و ما نمی دانیم بیشتر آنها چگونه کار می کنند.” “ژن های اسید کمربند واقعاً جذاب هستند ، اما موارد دیگری وجود دارد که ما می خواهیم نور را در کرم قرار دهیم تا از چگونگی عملکرد آنها مطلع شویم. ما می توانیم از تکنیک دقیق منتشر شده در این مقاله برای بررسی این ژن های جدید نیز استفاده کنیم. افراد دیگری که میکروبیوم را مطالعه می کنند نیز می توانند از آن استفاده کنند. این یک ابزار قدرتمند برای بررسی چگونگی سود باکتریها برای سلامتی ما است. “


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>