MIT-Forscher haben analysiert, population genomics and metagenomics zu untersuchen, die die Entwicklung der Bacteroides fragilis, einem der am weitesten verbreiteten Bakterien im menschlichen Dickdarm. In einem Papier veröffentlicht April 23 in der Zeitschrift Cell Host & Mikrobe, beschreiben die Autoren, wie die gemeinsame Darm Mikrobe passt sich an und entwickelt sich innerhalb der Individuen als auch in westlichen gegenüber den östlichen Kulturen.
„Die Stämme von B. fragilis , die werden immer Menschen gewesen, die Darm-wie die Umwelt für Millionen von Jahren, so die Idee, dass die Begegnung mit einer neuen Gastgeber-Darm veranlassen würden, eine Reihe von neuen adaptive Mutationen, und dass diese commensals wäre immer noch schnell entwickelnden, war überraschend für uns“, sagt Eric Alm, ein professor der biologischen Technik und co-Direktor der Mitte für Microbiome informatik und Therapeutika am MIT.
Alm und seine Kollegen “ eine Analyse ergab, die mindestens sechzehn Gene Unterziehen, in-person-evolution, und die Mehrheit der Mutationen, die gezielt Signalwege mit Faser-Aufnahme in die Zelle und Biosynthese der zellhülle. Während die Mutationen, die Sie beobachtet, traten in die gleichen Arten von Genen, über und über, und in ähnlichen Orten, in denen Gene, insbesondere die gene, die durch Mutationen in jeder person war oft anders aus, was die laufende Anpassung der Bakterien. „Bacteroides – Spezies sind, hilft verdauen-Komplex Fasern in den Dickdarm, die kommen aus der Nahrung, die Sie Essen, so dass Anpassungen in Ihnen kann in Bezug auf die personalisierte Diät,“ Shijie Zhao, co-Erstautor und Mitglied der Alm lab, sagt.
Die Erklärung, warum die Gene angegriffen werden können nicht begrenzt werden, um Wahlmöglichkeiten jedoch alleine. Zum Beispiel ist es möglich, dass rapid evolution ist eine Taktik nötig, um zu vermeiden, Phagen und Zellen des Immunsystems. „Diese Mutationen könnten verantwortlich sein für die änderung der Art, wie B. fragilis interagiert mit dem Immunsystem,“ sagt Tami Lieberman (@contaminatedsci), co-Erstautor und jetzt ein assistant professor in der MIT ‚ s Department of Civil and Environmental Engineering. „Alternativ könnte es sein, eine Technik zu verbessern, Ihre Fähigkeit, Angriffe abzuwehren, die von anderen Mitgliedern des microbiome.“
Zusätzlich fanden die Autoren Unterschiede in den Mutationen zwischen den westlichen und östlichen metagenomen, mit einem Allel hoch ausgewählt, für die innerhalb der westlichen Teilnehmer — mit unabhängigen mutation in jedem Menschen-aber selten in der chinesischen Probanden. Dieser markante Unterschied in einem gen mit einer unbekannten biologischen Rolle, aber die Autoren glauben, dass herauszufinden, die Quelle der verschiedenen drücke, die über Kontinente hinweg führen kann neue Entdeckungen.
In der Regel, wenn die Forscher prüfen, Veränderungen in der microbiome, Sie sind auf der Suche um zu sehen, ob die Arten in Zusammensetzung des mikrobiom konstant bleibt, nicht das, was verändert werden könnte innerhalb einer bestimmten Spezies. Aber in Anbetracht dieser Erkenntnisse, ein Auge auf die adaptive Fähigkeiten des einzelnen commensals, besonders da es sich hier um probiotische Entscheidungen und mikrobielle Therapien, könnte mehr Fokus.
„Es ist nicht eine beängstigende Sache-ich denke, wir müssen uns einfach bewusst sein, und nachdenklich über die Tatsache, dass Sie tun können, umfangreiche Tests im Labor, aber sobald ein Kommensale bekommt es und in eine Reale person in der realen Welt, es kann sich entwickeln — Ihren Phänotyp ändern kann-und das ist etwas, was schwer zu erwarten,“ Alm sagt.
Moving forward, die Autoren planen, mehr zu leisten, mechanistische Studien und Durchführung metagenomische und genomische Analysen in verschiedenen Arten von commensals, unter Krankheit und Gesundheit, um besser zu verstehen, das Ausmaß der Entwicklung in der mikrobiom.
„Wenn dieses Muster von Darmbakterien sich entwickelnden wirklich schnell nach der Einführung in ein neues host hält, dann werden wir wahrscheinlich sehen, dass ganz unterschiedliche Wege in verschiedene Arten von Bakterien, und das ist ziemlich aufregend“, sagt Alm.
Die Autoren bestätigen, dass diese Arbeit wurde unterstützt durch einen Zuschuss aus dem Broad Institute und Boehringer Ingelheim. Eric Alm ist ein co-Gründer und Gesellschafter von Finch Therapeutics, ein Unternehmen, spezialisiert in der mikrobiom-zielgerichteter Therapeutika.