Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Olbrzymie bakteriofagi w jelitach ludzi, świń i pawianów

Recommended Posts

W ludzkich jelitach znaleziono największe ze znanych bakteriofagów, które okresowo dziesiątkują bakterie w naszym przewodzie pokarmowym. Jak donoszą naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley, te megafagi są 10-krotnie większe od przeciętnych bakteriofagów i 2-krotnie większe od największych znanych dotychczas fagów. Co interesujące, znaleziono je wyłącznie w jelitach osób, które stosują dietę odmienną od diety ludzi z Zachodu, jedzą dużo błonnika i mało tłuszczu.

Megafagi znaleziono też w jelitach pawianów i świń, co pokazuje, że fagi, które mogą też zawierać geny mające wpływ na ludzkie zdrowie, mogą przemieszczać się pomiędzy ludźmi a zwierzętami. Niewykluczone zatem, że mogą też przenosić choroby.

Wiemy, że fagi mogą przenosić geny powodujące choroby oraz geny antybiotykooporności. Przemieszczanie się megafagów i przemieszczenie się bakterii będących ich gospodarzami stwarza możliwość przenoszenia chorób pomiędzy ludźmi a zwierzętami. A megafagi zwiększają to ryzyko, mówi profesor Jill Banfield.

Warto tutaj też wspomnieć, że większość biologów nie uważa wirusów za organizmy żywe. Odkrycie megafagów, które są  większe niż bakterie zaciera różnice pomiędzy tym, co ożywione a co nieożywione.

Profesor Banfiled jest pionierem na polu sekwencjonowania metagenomicznego. To metoda pozwalająca na jednoczesne sekwencjonowanie wszystkich genów wszystkich organizmów występujących w danej próbce. Po sekwencjonowaniu odtwarza się genom każdego z organizmów, często okrywając przy tym nieznane mikroorganizmy. Pani Banfield i jej zespół prowadzili już sekwencjonowanie próbek wód kopalnianych, gejzerów, ludzkiego przewodu pokarmowego, głęboko położonych warstw skalnych, odkrywając przy tym olbrzymią liczbę nowych mikroorganizmów.

Banfield odkryła megafagi analizując próbki z jelit mieszkańców Bangladeszu. Zawierający materiał genetyczny kapsyd megafagów ma średnicę aż 200-300 nanometrów. Dzięki technice CRISPR ujawniono też, że fragmenty kodu genetycznego megafagów znajdują się tylko u bakterii z rodzaju Prevotella, co sugeruje, że megafagi głównie na nich żerują. Prevotella rzadziej występuje u ludzi spożywających dietę zachodnią, bogatą w mięso, cukier i tłuszcze. Prevotella powoduje infekcje górnych dróg oddechowych oraz choroby przyzębia. Odkrycie megafagów, które na niej żerują, może przyczynić się do opracowania nowych metod leczenia.

Pierwszego odkrycia megafagów dokonano u ludzi żyjących w Bangladeszu w regionie administracyjnym Laksham Upazila. Dlatego nazwano je fagami Lak. Następnych odkryć dokonano u przedstawicieli zbieracko-łowieckiego plemienia Hadza w Tanzanii, dwóch oddzielnych grup społecznych pawianów z Kenii oraz u świń z duńskich farm. Pomiędzy fagami Lak odkrytymi u świń i tymi u ludzi występuje bliższe pokrewieństwo, niż między fagami Lak znalezionymi u pawianów i ludzi. Jest więc dość prawdopodobne, że fagi te przemieszczają się pomiędzy różnymi gatunkami. Sądzimy, że fagi Lak dopiero niedawno dostały się do organizmów pawianów, gdyż są pawiany niemal nie wyrobiły sobie na nie oporności i są one wśród nich bardzo rozpowszechnione, mówi profesor Banfield.

Fagi mogą przenosić geny kodujące wiele toksyn bakteryjnych, powodując, że u osób zarażonych występują poważniejsze objawy różnych chorób. Grupa Banfield chce zbadać, w jaki sposób fagi i ich bakteryjne ofiary zmieniają się w czasie i jak wpływa na nie dieta. U czterech osób, u których odkryto megafagi stwierdzono, że zarówno ilość fagów jak i bakterii Prevotella zmienia się w czasie. Wygląda na to, że dochodzi do okresowych wzrostów liczby fagów, co prowadzi co spadku populacji Prevotella, to z kolei powoduje spadek populacji fagów, co umożliwia odrodzenie się populacji bakterii. I cykl się powtarza.

Duże genomy megafagów to obiecujące pole do badań. Te genomy są pełne protein, których funkcji nie znamy. Być może biorą one udział w procesach, o których nie mamy pojęcia. Możemy odkryć tam wiele nowych rzeczy.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wielu osobom przebywającym na oddziałach intensywnej opieki medycznej podaje się probiotyki. Okazuje się jednak, że u niewielkiego odsetka pacjentów mogą one powodować bakteremię. Obecne w probiotykach bakterie mogą bowiem dostawać się do krwi pacjentów.
      O zauważeniu takiego zjawiska informuje na łamach Nature grupa naukowców z Wydziału Biologii Izraelskiego Instytutu Technologicznego Technion w Hajfie oraz z Boston's Children Hospital, Harvard Medical School i Walter Reed Army Institute of Research w USA.
      Wszystko zaczęło się od spostrzeżenia, jakiego dokonano w Boston Children's Hospital. Otóż w latach 2009–2014 na tamtejszy OIOM przyjęto 22 174 pacjentów. Wśród nich były 522 osoby, które otrzymywały probiotyki zawierające szczep Lactobacillus rhamnosus GG (LGG). Bakteremia pojawiła się u 6 (1,1%) z tych pacjentów. Tymczasem w grupie 21 652 pacjentów, którzy nie otrzymywali probiotyków z LGG bakteremie zaobserwowano u 2 osób (0,009%). Innymi słowy, w grupie przyjmującej probiotyki ryzyko wystąpienia bakteremii było ponad 100-krotnie większe. Naukowcy postanowili bliżej się temu przyjrzeć. Chcieliśmy sprawdzić, czy możemy zidentyfikować przyczyny wystąpienia bakteremii i czy uda się nam opracować rekomendacje dotyczące podawania probiotyków pacjentom OIOM-u, mówi jedna z głównych autorek badań, doktor Kelly Flett.
      Najpierw szczegółowo zbadano same bakterie z krwi chorych i stwierdzono, że we wszystkich 6 przypadkach osób, które przyjmowały probiotyki we krwi występują Lactobacillus rhamnosus. U obu osób nieprzyjmujących probiotyków bakteremia była wywołana przez inne gatunki Lactobacillus. Warto tutaj zauważyć, że bakteremia spowodowana przez Lactobacillus rhamnosus występuje w całej populacji z częstotliwością 0,00007%, zatem zdarza się kilkanaście tysięcy razy rzadziej, niż wspomniany 1,1% pacjentów OIOM-u przyjmujących probiotyki.
      By stwierdzić, czy to probiotyki wywołały bakteremie, wykonano szczegółowe analizy kodu genetycznego bakterii wyizolowanych z krwi pacjentów, a wyniki porównano z genomem bakterii obecnych w probiotykach LGG. Okazało się, że genomy są niemal identyczne. We wszystkich próbkach łącznie wykryto jedynie 23 polimorfizmy pojedynczego nukleotydu (SNP), a odległość pomiędzy ostatnim wspólnym przodkiem bakterii z probiotyków i z krwi pacjentów była mniejsza niż pomiędzy ostatnim wspólnym przodkiem bakterii z probiotyków a klonami LGG przechowywanymi w banku genetycznym. Co więcej, nie stwierdzono żadnej mutacji, która jednoznacznie pozwoliłaby odróżnić bakterie z probiotyków od bakterii z krwi.
      Autorzy badań podkreślają, że u wspomnianych 6 pacjentów, u których rozwinęła się bakteremia, nie występowały typowe czynniki ryzyka bakteremii Lactobacillus. Co więcej, gdy osoby te porównano z 16 innymi pacjentami OIOM-u, którzy też przyjmowali probiotyki, ale u których bakteremia nie wystąpiła, nie stwierdzono żadnych istotnych różnic takich jak użycie sprzętu medycznego w czasie pobytu w szpitalu, zabiegi chirurgiczne, występowanie biegunki, przyjmowanie antybiotyków i inne. To zaś wskazuje, że prawdopodobnie trudno będzie zidentyfikować tych pacjentów, którzy są narażeni na rozwój bakteremii.
      Naukowcy nie wiedzą, w jaki sposób doszło do zakażenia krwi. Wszyscy pacjenci mieli założone wkłucie centralne, które jest jedną z możliwych dróg zakażenia. Inną możliwością jest przeniknięcie bakterii przez ścianę pęcherza.
      Badania wykazały istotne statystycznie zwiększone ryzyko rozwoju bakteremii u pacjentów OIOM-u przyjmujących probiotyki z LGG. Stwierdzono także, że już po przeniknięciu do krwioobiegu pacjenta bakterie ewoluują. Nie można wykluczyć, że nabywają wówczas oporności na antybiotyki, chociaż nie ma też pewności, czy cech tych nie wykazywały jeszcze przed podaniem probiotyków.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Autorzy nowych badań twierdzą, że ojczyzną współczesnych ludzi jest Botswana. To właśnie tam, w delcie rzeki Okawango, miała przed 200 000 laty pojawić się i rozwijać pierwsza populacja człowieka współczesnego.
      W artykule, opublikowanym na łamach Nature, czytamy: anatomicznie współcześni ludzie pojawili się w Afryce około 200 000 lat temu. Chociaż niektóre najstarsze szczątki sugerują, że pochodzili oni ze wschodu Afryki, to południe Afryki jest domem populacji, która reprezentuje najwcześniejszą gałąź filogenetyczną. W ramach naszej pracy stworzyliśmy największą, o ile nam wiadomo, bazę słabo reprezentowanej macierzystej gałęzi L0 mitochondrialnego DNA pobranego od współczesnych mieszkańców południa Afryki. Dzięki odtworzeniu w czasie częstotliwości oraz rozkładu występowania, wykazaliśmy, że gałąź L0 pojawiła się na mokradłach Makgadikgadi-Okawango przed około 200 000 lat. Autorzy badań stwierdzili, że przedstawiciele tej linii genetycznej pozostawali na wspomnianym obszarze przez około 70 000 lat, następnie zaczęli się rozprzestrzeniać. Jest to zgodne z tym, co wiemy o ówczesnym klimacie. W tym bowiem czasie stawał się on coraz bardziej wilgotny, dzięki czemu powstały korytarze sprzyjające migracji.
      Ci pierwsi anatomicznie współcześni ludzie byli niewielką grupą łowców-zbieraczy ludu Khoisan. Zamieszkiwali oni obszar wielkości współczesnej Szwajcarii. Wówczas cały region Makgadikgadi-Okawango stanowiły mokradła. Jak mówi główna autorka badań, Vanessa M. Hayes, genetyk z australijskiego Garvan Institute of Medical Research, tamtejsza społeczność była wyjątkowo stabilna i przez 70 000 lat zamieszkiwała niemal niezmienione tereny przypominające dzisiejszą deltę Okawango.
      Autorzy badań oparli je na mitochondrialnym genomie 1217 współczesnych mieszkańców południa Afryki. Skupili się na badaniu najstarszej znanej linii mitochondrialnej L0. Badanie akumulowania się mutacji pozwala na określenie czasu, w jakim zachodziły zmiany. Zmiany takie zostały zidentyfikowane i datowane. Okazało się, że datowanie koreluje z datowaniem zmian klimatycznych oraz z archeologicznymi dowodami na migrację człowieka.
      Jak mówią naukowcy, najpierw przed około 130 000 laty, w wyniku zwiększania się opadów, otworzył się korytarz, który umożliwił migrację na północny-wschód. Około 110 000 lat temu obszar Makgadikgadi-Okawango stawał się coraz bardziej suchy, a jednocześnie otworzył się korytarz do migracji na południe. Dowodami na takie migracje są, zdaniem uczonych, istniejące do dzisiaj izolowane linie genetyczne L0k i L0d1'2.
      Te nowe badania pasują do wcześniej zdobytych dowodów genetycznych, wskazujących na istnienie migracji z południa do Afryki Wschodniej, do mieszania się z tamtejszymi populacjami i migracji poza Afrykę. Jeszcze inne, tegoroczne badania, sugerują, że migracja z południa Afryki na wschód bezpośrednio poprzedzała dużą migrację poza Afrykę.
      James Cole, archeolog z angielskiego University of Brighton, który nie brał udziału w badaniach grupy Hayes, chwali Australijczyków za ich osiągnięcia. Jednak zauważa, że nie uwzględnili oni w swojej pracy tak ważnych dowodów, jak np. liczący sobie 315 000 lat szkielet człowieka współczesnego znaleziony w Maroku. Hayes odpowiada, że w swoich badaniach skupiła się wyłącznie na populacji bezpośrednich przodków współcześnie żyjących ludzi, a wobec braku DNA ze szkieletu z Maroka nie znamy jego związków z dzisiejszymi H.sapiens.
      Na braki zwraca też uwagę Milford Wolpoff, paleonatropolog z University of Michgan. Jego zdaniem zespół Hayes zbyt wąsko podszedł do problemu. Opieranie się jedynie na dowodach mitochondrialnych może wprowadzić w błąd. Na przykład nasze związki genetyczne z neandertalczykami są widoczne wyłącznie w DNA jądrowym, a zupełnie brak ich w DNA mitochondrialnym. DNA jądrowe składa się z trzech miliardów par zasad i może ono opowiadać zupełnie inną historię o pochodzeniu człowieka współczesnego niż to, czego możemy dowiedzieć się z mitochondrialnego DNA składającego się z 16 000 par.
      Jak obrazowo powiedział James Cole: mamy do czynienia z puzzlami składającymi się z miliona części. Ułożyliśmy może 100 pierwszych. Paleogenetyka znacząco zwiększyła skalę problemu. Gdy mieliśmy do czynienia z danymi paleontologicznymi i archeologicznymi, wydawało się, że to układanka z 1000 puzzli. Genetyka miała pozwolić na ich całkowite ułożenie. Zamiast tego okazało się, że ten obraz jest znacznie bardziej skomplikowany niż sądziliśmy.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Nowe dowody wskazują, że kultura aszelska pojawiła się na północy Francji o co najmniej 150 000 lat wcześniej niż przypuszczano. Znaleźli je właśnie naukowcy z francuskiego Narodowego Centrum Badań Badań Naukowych (CNRS) i Muzeum Historii Naturalnej. Prowadzili oni badania na stanowisku Moulin Quignon w departamencie Somma, które zostało ponownie odkryte w 2017 roku. Stanowisko znano już wcześniej, jednak na 150 lat o nim zapomniano.
      Teraz w osadach w dolinie Sommy, na wysokości 30 metrów nad rzeką, znaleziono ponad 260 krzemiennych narzędzi, w tym 5 pięściaków, których wiek oszacowano na 650–670 tysięcy lat. Znalezione tu pięściaki są najstarszymi tego typu obiektami odkrytymi w Europie północno-zachodniej.
      Znalezione zabytki zostały wytworzone przez przedstawicieli kultury aszelskiej, a odkrycie potwierdza, że dolina Sommy była centralnym punktem najstarszego osadnictwa w Europie.
      Czas rozprzestrzeniania się homininów i kultury aszelskiej wraz z charakterystycznym dla niej bifacjalnym retuszem stosowanym przy produkcji pięściaków, to kluczowe zagadnienie debaty nad zasiedlaniem Europy przez ludzi. Homininy pojawiły się na południu Europy już 1,4 miliona lat temu, jednak dotychczas sądzono, że na północ dotarli znacznie później. Odkrycia z ostatnich lat każą jednak zweryfikować te przypuszczenia. Okazało się bowiem, że do południowo-wschodniej Anglii dotarli już około 800 000 lat temu.
      Narzędzia kultury aszelskiej, pochodzące sprzed 700 000 lat (centralna Francja) i 610-670 tysięcy lat (Włochy), były znane już wcześniej. Jednak dotychczas powyżej 50. równoleżnika północnego najstarsze narzędzia wytwarzane tą technologią liczyły sobie około 550 000 lat.
      Stanowisko Moulin Quignon to jedno z tych stanowisk, na których w latach 1837–1868 francuski archeologi Jacques Boucher de Perthes odkrył pierwsze narzędzia z bifacjalnym retuszem. Odkrycie to skłoniła Charlesa Lyella do wysunięcia stwierdzenia o bardzo dawnym pochodzeniu człowieka. W latach 1863–1864 w Moulin Quignon odkryto ludzkie szczątki, które, jak się okazało, zostały dla żartu podrzucone przez robotników. To zniszczyło reputację stanowiska archeologicznego, o którym na 150 lat zapomniano. Do stanowiska wrócono niedawno, po analizie zabytków przechowywanych od XIX wieku.
      Szczegółowy opis odkrycia można znaleźć w artykule The earliest evidence of Acheulian occupation in Northwest Europe and the rediscovery of the Moulin Quignon site, Somme valley, France

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niedźwiedź jaskiniowy prawdopodobnie wyginął głównie przez ludzi, a nie przez zmiany klimatu. Do takich wniosków, przeczących dotychczasowym teoriom, doszła międzynarodowa grupa naukowa złożona z przedstawicieli wielu europejskich instytucji badawczych.
      Niedźwiedź jaskiniowy to jeden z największych gatunków, który wyginął pod koniec ostatniej epoki lodowej. Obecnie obowiązujące teorie mówią, że gatunek wyginął, gdyż nie poradził sobie ze zmianami klimatycznymi. Teraz dowiadujemy się, że ludzie odegrali znaczącą rolę w zniknięciu tego gatunku.
      Naukowcy przeanalizowali mitochondrialne DNA 59 niedźwiedzi jaskiniowych z całej Europy. Badania wykazały, że populacja niedźwiedzia jaskiniowego zaczęła zmniejszać się przed nadejściem ostatniej epoki lodowej oraz, że niedźwiedź jaskiniowy przetrwał wcześniejsze epoki lodowe bez znaczących spadków populacji.
      Naukowcy zauważyli, że H. sapiens pojawił się na terenach zamieszkanych przez niedźwiedzie jaskiniowe około 40 000 lat temu. Wcześniej od tysięcy lat mieszkali tam neandertalczycy, ale ich obecność nie miała związku ze spadkami populacji gatunku. Wydaje się zatem, że niedźwiedzie i neandertalczycy przez tysiące lat mieszkali obok siebie.
      Wszystko wskazuje na to, że to H. sapiens w dużej mierze odpowiada za wytępienie niedźwiedzia jaskiniowego. Człowiek współczesny wykorzystywał lepsze narzędzia do polowania i mógł mniej niż neandertalczyk obawiać się wchodzenia do jaskiń zamieszkanych przez niedźwiedzia. Ludzie mogli polować na niedźwiedzie jaskiniowe dla mięsa, futer oraz by wyeliminować potencjalne zagrożenie. Gdy ludzie zredukowali populację niedźwiedzia jaskiniowego, poszczególne osobniki były bardziej izolowane od siebie, zmniejszyła się pula genetyczna gatunku, przez co stał się on bardziej podatny na choroby. Dodatkową przyczyną było nadejście epoki lodowej. Jako, że niedźwiedź jaskiniowy żywił się głównie roślinnością, zmiany klimatu utrudniały znajdowanie pożywienia.
      W podsumowaniu swojej pracy naukowcy stwierdzili, że przetrzebienie populacji niedźwiedzia jaskiniowego przez człowieka spowodowało, iż gatunek nie był w stanie przetrwać ostatniej epoki lodowej.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Od czasu, gdy ludzie zasiedlili Nową Zelandię, wyginęła połowa miejscowych gatunków ptaków, a wiele innych jest zagrożonych. Teraz na łamach Current Biology ukazał się artykuł, którego autorzy obliczają, że powrót do takiej liczby gatunków jak przed kolonizacją człowieka zająłby nowozelandzkiej naturze około 50 milionów lat.
      Podejmowane przez nas dzisiaj decyzję dotyczące ochrony środowiska będą odczuwalne przez miliony lat. Niektórzy ludzie sądzą, że wystarczy zostawić naturę samą sobie, a szybko się ona odrodzi. Prawda jednak jest taka, że – przynajmniej w Nowej Zelandii – natura potrzebowałaby milionów lat, by odrodzić się po zniszczeniach dokonanych przez człowieka, a być może nigdy by się naprawdę nie odrodziła, mówi Luis Valente z berlińskiego Muzeum Historii Naturalnej.
      Dzisiejszy poziom bioróżnorodności to skutek milionów lat ewolucji. Ludzie w ciągu kilku tysiącleci wymazali te miliony lat. Naukowcy potrafią stwierdzić, jak dużo bioróżnorodności utraciliśmy wskutek działalności człowieka, ale rzadko zajmują się pomiarami wpływu ludzi na bioróżnorodność wysp.
      Valente i jego koledzy opracowali metodę oszacowania, jak długo wyspiarskiej przyrodzie zajmie odrodzenie się po utracie bioróżnorodności spowodowanej przez człowieka. Stwierdzili, że idealnym modelem do zademonstrowania działania nowej metody będzie zastosowanie jej do ptaków Nowej Zelandii. Antropogeniczne wymieranie nowozelandzkich zwierząt jest dobrze udokumentowane dzięki dziesięcioleciom pracy paleontologów i archeologów. A dostępne zsekwencjonowane DNA wymarłych gatunków ptaków Nowej Zelandii pozwala nam na zastosowanie naszej metody, mówi Valente.
      Naukowcy obliczyli, że powrót do takiej samej liczby gatunków ptaków, jakie żyły na Nowej Zelandii przed przybyciem człowieka, zająłby naturze 50 milionów lat. Gdyby zaś wyginęły wszystkie zagrożone obecnie gatunki, to natura potrzebowałaby 10 milionów lat, by ich liczba powróciła do liczby obecnej.
      Teraz Valente chce zastosować swoją metodę do innych wysp, by sprawdzić, jak tam wygląda sytuacja. Naukowcy spróbują też ocenić, które z czynników antropogenicznych odgrywają najważniejszą rolę w utracie gatunków.
      Uczony z optymizmem spogląda na przyszłość nowozelandzkiej przyrody. "Podejmowane tutaj inicjatywy są wysoce innowacyjne, wydają się działać i mogą zapobiec kolejnym stratom, które natura będzie odrabiała przez miliony lat", stwierdza uczony.

      « powrót do artykułu
×
×
  • Create New...