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

Tysiące gatunków bakterii, w większości nieznanych, zamieszkują nasze jelita. A to dopiero początek

Recommended Posts

Międzynarodowy zespół naukowy stworzył wielką bazę danych wszystkich znanych genomów bakteryjnych obecnych w mikrobiomie ludzkich jelit. Baza umożliwia specjalistom badanie związków pomiędzy genami bakterii a proteinami i śledzenie ich wpływu na ludzkie zdrowie.

Bakterie pokrywają nas z zewnątrz i od wewnątrz. Wytwarzają one proteiny, które wpływają na nasz układ trawienny, nasze zdrowie czy podatność na choroby. Bakterie są tak bardzo rozpowszechnione, że prawdopodobnie mamy na sobie więcej komórek bakterii niż komórek własnego ciała. Zrozumienie wpływu bakterii na organizm człowieka wymaga ich wyizolowania i wyhodowania w laboratorium, a następnie zsekwencjonowania ich DNA. Jednak wiele gatunków bakterii żyje w warunkach, których nie potrafimy odtworzyć w laboratoriach.

Naukowcy, chcąc zdobyć informacje na temat tych gatunków, posługują się metagenomiką. Pobierają próbkę interesującego ich środowiska, w tym przypadku ludzkiego układu pokarmowego, i sekwencjonują DNA z całej próbki. Następnie za pomocą metod obliczeniowych rekonstruują indywidualne genomy tysięcy gatunków w niej obecnych.

W ubiegłym roku trzy niezależne zespoły naukowe, w tym nasz, zrekonstruowały tysiące genomów z mikrobiomu jelit. Pojawiło się pytanie, czy zespoły te uzyskały porównywalne wyniki i czy można z nich stworzyć spójną bazę danych, mówi Rob Finn z EMBL's European Bioinformatics Institute.

Naukowcy porównali więc uzyskane wyniki i stworzyli dwie bazy danych: Unified Human Gastrointestinal Genome i Unified Gastrointestinal Protein. Znajduje się w nich 200 000 genomów i 170 milionów sekwencji protein od ponad 4600 gatunków bakterii znalezionych w ludzkim przewodzie pokarmowym.

Okazuje się, że mikrobiom jelit jest nie zwykle bogaty i bardzo zróżnicowany. Aż 70% wspomnianych gatunków bakterii nigdy nie zostało wyhodowanych w laboratorium, a ich rola w ludzkim organizmie nie jest znana. Najwięcej znalezionych gatunków należy do rzędu Comentemales, który po raz pierwszy został opisany w 2019 roku.

Tak olbrzymie zróżnicowanie Comentemales było wielkim zaskoczeniem. To pokazuje, jak mało wiemy o mikrobiomie jelitowym. Mamy nadzieję, że nasze dane pozwolą w nadchodzących latach na uzupełnienie luk w wiedzy, mówi Alexancre Almeida z EMBL-EBI.

Obie imponujące bazy danych są bezpłatnie dostępne. Ich twórcy uważają, że znacznie się one rozrosną, gdy kolejne dane będą napływały z zespołów naukowych na całym świecie. Prawdopodobnie odkryjemy znacznie więcej nieznanych gatunków bakterii, gdy pojawią się dane ze słabo reprezentowanych obszarów, takich jak Ameryka Południowa, Azja czy Afryka. Wciąż niewiele wiemy o zróżnicowaniu bakterii pomiędzy różnymi ludzkimi populacjami, mówi Almeida.

Niewykluczone, że w przyszłości katalogi będą zawierały nie tylko informacje o bakteriach żyjących w naszych jelitach, ale również na skórze czy w ustach.


« 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
      Dieta bogata w produkty zwierzęce, przetworzoną żywność, alkohol i cukier wspomaga tę część mikrobiomu jelit, która wywołuje stany zapalne, donoszą naukowcy z Uniwersytetu w Groningen. Natomiast dieta bogata w produkty roślinne wspiera te mikroorganizmy, które działają przeciwzapalnie. W ostatnich lata pojawia się coraz więcej doniesień wskazujących, jak istotną rolę odgrywa mikrobiom. Wpływa na mózg, procesy psychiczne, może prowadzić do odrzucenia dziecka przez matkę, odgrywa rolę w rozwoju nowotworów.
      Naukowcy z Groningen informują na łamach pisma Gut, że wprowadzenie zmian dietetycznych może pomagać osobom cierpiącym na zapalenia jelit w przebiegu niektórych chorób chronicznych. Modulacja mikrobiomu jelit za pomocą wzbogacenia diety w warzywa, orzechy, ziarna i ryby oraz spożywanie więcej produktów roślinnych niż zwierzęcych może zapobiegać zapaleniom jelit obecnym w wielu chorobach chronicznych, czytamy w opublikowanym artykule. Zidentyfikowaliśmy pro- i przeciwzapalne mechanizmy, które działają za pośrednictwem pokarmów i diet, a które mogą wpływać na reakcję zapalną.
      Jedną z takich chorób chronicznych jest nieswoiste zapaleni jelit. Dochodzi w nim do utraty równowagi w mikrobiomie jelit i jelitowym układzie odpornościowym. Jednak, jak zauważają naukowcy, coraz więcej dowodów łączy nierównowagę w mikrobiomie z układem odpornościowym w ogóle i z pojawiającymi się w całym organizmie różnymi stanami zapalnymi.
      Mikrobiom jelit wpływa nie tylko na lokalny, ale na ogólny układ odpornościowy. Odgrywa on rolę w rozwoju całego wachlarza chorób zapalnych immunologicznie zależnych (IMID), od cukrzycy poprzez zapalenie stawów po toczeń rumieniowaty układowy.
      Dotychczas jednak nie było jasne, czy za pomocą diety można wpływać na mikrobiom jelit, a za jego pośrednictwem na stany zapalne w jelitach. Doktor Laura A. Bolte i jej koledzy przyjrzeli się związkowi diety, mikrobiomu i stanom zapalnym jelit u 1425 osób. Badane osoby cierpiały albo na nieswoiste zapalenie jelit (331 osób z chorobą Crohna lub wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego), zespół jelita drażliwego (223 osoby) albo tez nie miały problemów z jelitami (871 osób). Każda osoba dostarczyła próbkę kału oraz wypełniła kwestionariusz dotyczący diety. Naukowcy wykonali m.in. analizę genetyczną mikroorganizmów żyjących w jelitach badanych.
      Naukowcy odnaleźli związki pomiędzy dietą a 38 konkretnymi społecznościami mikroorganizmów zamieszkujących jelita. Dodatkowo 61 konkretnych rodzajów pożywienia zostało powiązanych z 61 konkretnymi gatunkami mikroorganizmów oraz 249 procesami metabolicznymi. Pozwoliło to na zidentyfikowanie konkretnych wzorców dietetycznych, występowania mikroorganizmów i stanów zapalnych, które były charakterystyczne dla każdej z badanych grup.
      Na przykład wysoko przetworzona żywność i produkty pochodzenia zwierzęcego były konsekwentnie powiązane z występowaniem większej liczby oportunistycznych bakterii, w tym Firmicutes i Ruminococcus sp. oraz ze stanami zapalnymi. Z kolei produkty roślinne oraz mięso ryb było powiązane z przyjaznymi człowiekowi bakteriami, działającymi przeciwzapalnie.
      Spożywanie orzechów, tłustych ryb, warzyw, owoców i ziaren było powiązane z występowaniem większej liczby takich bakterii jak Faecalibacterium sp., które wytwarzają lotne kwasy tłuszczowe. Kwasy te pomagają kontrolować stany zapalne i chronią wyściółkę jelit. Również czerwone wino było powiązane z większą liczbą bakterii wytwarzających te kwasy. Jednak ogólne spożywanie alkoholu i cukrów powiązane było z większą liczbą niekorzystnych bakterii.
      Naukowcy podsumowują, że dieta bogata w warzywa, owoce, ziarna i orzechy, z przewagą produktów roślinnych nad zwierzęcymi, spożywanie sfermentowanych produktów mlecznych oraz ryb, a także unikanie mocnego alkoholu, przetworzonego tłustego mięsa i słodzonych napojów może zapobiegać stanom zapalnym w jelitach. Ze szczegółami badań można zapoznać się w artykule Long-term dietary patterns are associated with pro-inflammatory and anti-inflammatory features of the gut microbiome.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W ostatnim czasie dużo mówi się o roli jelit w organizmie człowieka. Okazuje się, że jest to organ, który na równi z mózgiem oraz sercem wpływa na dobry lub zły stan naszego zdrowia. Źle funkcjonujące jelita powodują uczucie zmęczenia, osłabienie, obniżoną odporność, a także dyskomfort układu pokarmowego. Właśnie dlatego należy o nie dbać równie starannie, jak o inne organy. Najlepiej robić to, sięgając po odpowiednie probiotyki wypełnione dobrymi bakteriami.
      Rola jelit i flory bakteryjnej w naszym organizmie
      Jelita odpowiadają głównie za wchłaniane składników odżywczych z pożywienia oraz za przetwarzanie ich resztek tak, aby organizm mógł je wydalić. Jelito dzieli się na: jelito cienkie oraz grube. W jelitach kolonizują się różnego rodzaju bakterie, a także mikroorganizmy. W jelicie cienkim znajdują się bakterie takie jak: Lactobacillus, Streptococcus, Enterobacter, Bacteroides. Natomiast w grubym: Bacteroides, Bifidobacterium, Enterobacter, Enterococcus, Lactobacillus, Clostridium, Fusobacterium. Wszystkie te bakterie tworzą mikrobiotę, która stanowi jeden z filarów naszego zdrowia.
      Zaburzenie równowagi jelit może być wywołane przez bardzo wiele czynników. Główne to: leczenie antybiotykami, stres, choroby układu pokarmowego, wirusy, podróże do egzotycznych miejsc. Najczęstszymi objawami nieprawidłowości jelit są wszelkie dolegliwości żołądkowe, takie jak np. biegunka, zaparcia.
      Jak wspierać pracę naszych jelit?
      Aby wspierać pracę naszych jelit i dbać o zachowanie równowagi mikrobioty, należy przede wszystkim unikać stresu. Niewiele osób zdaje sobie sprawę, że jego nadmiar prowadzi do licznych zaburzeń nie tylko psychicznych, ale również fizycznych.
      Kolejnym krokiem we wsparciu jelit jest odpowiednia dieta. Co znaczy odpowiednia w tym przypadku? Przede wszystkim bogata w owoce, warzywa, chude mięso oraz kasze. Ponadto należy sięgać po mleczne napoje fermentowane np. kefir oraz kiszonki np. kapustę kiszoną. Znajdują się w nich bowiem substancje, które bardzo korzystnie działają na budowanie mikrobioty.
      Ponieważ jednak ilość dobrych bakterii przyswajanych z pożywienia jest ograniczona, warto sięgać po probiotyki jak https://www.lakcid.pl/. Są to preparaty, które dzięki żywym kulturom bakterii oraz drożdży odbudowują uszkodzone obszary przewodu pokarmowego. Ponadto probiotyki zapobiegają zakażeniom jelit, wyrównują pH żołądka, pomagają w syntezie przeciwciał, dzięki czemu organizm lepiej potrafi zwalczać wszelkie droboustroje.
      Probiotyki. Kiedy po nie sięgnąć?
      Kiedy należy sięgać po probiotyki? Nie musimy czekać, aż ich stosowanie zaleci nam lekarz. Warto co jakiś czas stosować profilaktycznie kuracje probiotykami. Do najczęstszych jednak sytuacji, kiedy sięgnięcie po nie jest niezbędne, należą:
      •    biegunki, w tym biegunki podróżne;
      •    infekcje intymne;
      •    nieprawidłowości ze strony przewodu pokarmowego;
      •    przebyta antybiotykoterapia.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      W 2010 roku japońska ekspedycja naukowa wybrała się do Wiru Południowopacyficznego (South Pacyfic Gyre). Pod nim znajduje się jedna z najbardziej pozbawionych życia pustyń na Ziemi. W pobliżu centrum SPG znajduje się oceaniczny biegun niedostępności. A często najbliżej znajdującymi się ludźmi są... astronauci z Międzynarodowej Stacji Kosmicznej. Tutejsze wody są tak pozbawione życie, że 1 metr osadów tworzy się tutaj przez milion lat.
      Centrum SPG jest niemal nieruchome, jednak wokół niego krążą prądy oceaniczne, przez które do centrum dociera niewiele składników odżywczych. Niewiele więc tutaj organizmów żywych.
      Japońscy naukowcy pobrali z dna, znajdującego się 6000 metrów pod powierzchnią, rdzeń o długości 100 metrów. Mieli więc w nim osady, które gromadziły się przez 100 milionów lat.
      Niedawno poinformowali o wynikach badań rdzenia. Tak, jak się spodziewali, znaleźli w osadach bakterie, było ich jednak niewiele, od 100 do 3000 na centymetr sześcienny osadów. Później jednak nastąpiło coś, czego się nie spodziewali. Po podaniu pożywienia bakterie ożyły.
      Ożyły i zaczęły robić to, co zwykle robią bakterie, mnożyć się. Dwukrotnie zwiększały swoją liczbę co mniej więcej 5 dni. Powoli, gdyż np. bakterie E.coli dwukrotnie zwiększają w laboratorium swoją liczbę co około 20 minut). Jednak wystarczyło to, by po 68 dniach bakterii było 10 000 razy więcej niż pierwotnie.
      Weźmy przy tym pod uwagę, że mówimy o bakteriach sprzed 100 milionów lat. O mikroorganizmach, które żyły, gdy planeta była opanowana przez dinozaury. Minęły cztery ery geologiczne, a one – chronione przed promieniowaniem kosmicznym i innymi wpływami środowiska przez kilometry wody – czekały w uśpieniu.
      Jeśli teraz uświadomimy sobie, że 70% powierzchni planety jest pokryte osadami morskimi, możemy przypuszczać, że znajduje się w nich wiele nieznanych nam, uśpionych mikroorganizmów sprzed milionów lat.
      Kolejną niespodzianką był fakt, że znalezione przez Japończyków bakterie korzystają z tlenu. Osady, z których je wyodrębniono, są pełne tlenu. Problemem w SPG nie jest zatem dostępność tlenu, a pożywienia.
      To jednak nie koniec zaskoczeń. Okazało się, że wydobyte z osadów bakterie nie tworzą przetrwalników (endosporów). Bakterie przetrwały w inny sposób. Jeszcze większą niespodzianką było znalezienie w jednej z próbek dobrze funkcjonującej populacji cyjanobakterii z rodzaju Chroococcidiopsis. To bakterie potrzebujące światłą, więc zagadką jest, jak przetrwały 13 milionów lat w morskich osadach na głębokości 6000 metrów. Z drugiej strony wiemy, że jest niektórzy przedstawiciele tego rodzaju są wyjątkowo odporni. Tak odporny, że niektórzy mówią o wykorzystaniu ich do terraformowania Marsa.
      Biorąc uwagę niewielkie przestrzenie z powietrzem wewnątrz osadów, brak endosporów i szybkie ożywienie, naukowcy przypuszczają, że bakterie pozostały żywe przez 100 milionów lat, jednak znacząco spowolniły swój cykl życiowy. To zaś może oznaczać, że... są nieśmiertelne.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wirusy to najbardziej rozpowszechnione jednostki biologiczne na Ziemi. Z badań Wellcome Sanger Institute i European Bioinformatics Institute dowiadujemy się, że w jelitach ludzi żyje aż 140 000 gatunków wirusów. Ponad połowa z nich była dotychczas nieznana nauce.
      Badania przeprowadzono na 28 000 próbek mikrobiomu pobranych od ludzi w różnych częściach świata. Liczba i różnorodność wirusów zaskoczyły naukowców. Dokładniejsze scharakteryzowanie wirusów pozwoliło na stworzenie Gut Phage Database (GPD), która zostanie udostępniona i będzie ważnym narzędziem dla specjalistów badających zarówno mikrobiom jelit, jak i jego wpływ na ludzkie zdrowie.
      Nie od dzisiaj wiadomo, że pod wpływem mikrobiomu matka może odrzucić nowo narodzone dziecko, może rozwinąć się rak piersi, że mikrobiom wpływa na pracę układu odpornościowego, a jego zmiany prowadzą do zaburzeń snu i podwyższonego ciśnienia.
      Autorzy najnowszych badań zauważają, że większość zidentyfikowanych przez nich gatunków wirusów zamieszkujących ludzki przewód pokarmowy, to  wirusy, których materiałem genetycznym jest DNA, zatem materiał inny niż ten u większości znanych przeciętnemu człowiekowi patogenów jak SARS-CoV-2 czy Zika, które są wirusami RNA. Po drugie, badane próbki pochodziły od osób zdrowych, u których nie występowała żadna wspólna choroba. To fascynujące przekonać się, jak wiele nieznanych gatunków wirusów żyje w naszych jelitach oraz spróbować odnaleźć związki pomiędzy nimi jak i pomiędzy nimi, a ludzkim zdrowiem, mówi doktor Alexandre Almeida.
      Naukowcy odkryli przy okazji drugi najbardziej rozpowszechniony klad wirusów. Klady są to grupy organizmów mające wspólnego przodka. Nowo odkryty klad został nazwany Gubaphage. Liczebnością ustępuje on tylko kladowi crAssphage, odkrytemu w 2014 roku.
      Oba te klady wirusów wydają się infekować te same typy bakterii zamieszkujących nasze jelita. Jednak bez dalszych badań trudno określić, jaką rolę w mikrobiomie odkrywają Gubphage.
      Stworzona dzięki nowym badaniom baza GPD zaweira informacje o 142 809 genomach wirusów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dziecko, które je zbyt dużo cukru i tłuszczu może doprowadzić do takich zmian mikrobiomu, które pozostaną na długie lata. Nawet jeśli jako dorosły będzie odżywiać się zdrowo. Takie wnioski płyną z badań przeprowadzonych na Uniwersytecie Kalifornijskim w Riverside (UC Riverside).
      Tamtejsi naukowcy przeprowadzili badania, które wykazały, że pod wpływem niezdrowego pożywienia podawanego na wczesnym etapie życia, mikrobiom dorosłych myszy zawierał mniej bakterii i były one mniej zróżnicowane. Badaliśmy myszy, ale obserwowane zjawisko jest takie samo, jakie występują u dzieci na typowej zachodniej diecie. Wysoka zawartość tłuszczu i cukru w dzieciństwie powoduje, że zmiany w mikrobiomie są obserwowane sześć lat po okresie dojrzewania, mówi fizjolog ewolucyjny Theodore Garland.
      Nasz mikrobiom to bakterie, wirusy, grzyby czy pasożyty żyjące wewnątrz organizmu i na skórze. Większość mikrobiomu znajduje się w jelitach i większość tych mikroorganizmów jest pomocnych. Stymulują układ odpornościowy, biorą udział w trawieniu pokarmów czy syntetyzowaniu składników odżywczych.
      W zdrowym organizmie utrzymywana jest równowaga pomiędzy przydatnymi i szkodliwymi mikroorganizmami. Jednak równowaga ta może zostać zaburzona chorobą, używaniem antybiotyków czy niewłaściwą dietą.
      W czasie badań zespół Garlanda podzielił myszy na cztery grupy. Połowa otrzymywała standardową zdrową dietę, połowa dietę zachodnią, a z tych grup połowa miała dostęp do kołowrotka, w którym mogła ćwiczyć, a połowa nie miała.
      Po trzech tygodniach eksperymentu wszystkie myszy przestawiono na dietę standardową i odebrano kołowrotki. Czternaście dni później naukowcy przystąpili do badania mikrobiomu myszy.
      Okazało się, że u myszy, które otrzymywały dietę zachodnią, doszło do znaczącej redukcji różnych gatunków bakterii, jak np. Muribaculum intestinale, które biorą udział w metabolizmie węglowodanów. Okazało się również, że mikrobiom jest wrażliwy na aktywność fizyczną. Liczba Muribaculum była wyższa u myszy na standardowej diecie, które miały dostęp do kołowrotka. U myszy na diecie zachodniej była ona niższa, niezależnie od tego, czy mogły korzystać z kołowrotka.
      Z innych badań wiemy, że u myszy, które ćwiczą, dochodzi do wzrostu liczebności bakterii z podobnych rodzin, co sugeruje, że sama aktywność fizyczna pozytywnie wpływa na mikrobiom. Spostrzeżenia naukowców z UC Riverside uzupełniają tę wiedzę i sugerują, że negatywny wpływ diety zachodniej na wczesnych etapach życia jest większy niż pozytywny wpływ ćwiczeń w tym samym okresie.
      Obecnie zespół Garlanda przygotowuje się do kolejnych badań, w czasie których mikrobiom będzie badany na dodatkowych etapach życia. Naukowcy chcą sprawdzić, w którym momencie zaczyna dochodzić do jego zmian i czy zmiany te utrzymują się jeszcze dłużej niż wykazały to obecne badania.
      Wyniki badań zostały opublikowane w Journal of Experimental Biology.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...