Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy
KopalniaWiedzy.pl

Każde miasto posiada swój mikrobiologiczny odcisk palca

Rekomendowane odpowiedzi

Międzynarodowe konsorcjum przedstawiło wyniki największego w historii badania mikrobiomu miejskiego. Projekt, w ramach którego zsekwencjonowano i przeanalizowano próbki pobrane w 60 miastach na całym świecie, zawiera kompleksową analizę i oznaczenie gatunkowe wszystkich zidentyfikowanych w próbkach drobnoustrojów. W badaniach uczestniczył dr hab. inż. Paweł Łabaj z Małopolskiego Centrum Biotechnologii UJ (MCB UJ).

Każde miasto ma swój własny molekularny odcisk palca pochodzący od mikrobów, które je definiują. Na podstawie materiału zebranego z podeszwy buta, mógłbym stwierdzić z około 90-procentową dokładnością, z jakiego miasta pochodzi jego właściciel – mówi prof. Christopher Mason, główny autor publikacji, która wczoraj ukazała się w Cell, a towarzysząca mu praca w Microbiome.

Badania oparte są na 4728 próbkach pobranych w ciągu 3 lat z miast na 6 kontynentach. Wyniki uwzględniają lokalne markery oporności na środki przeciwdrobnoustrojowe i stanowią pierwszy systematyczny, ogólnoświatowy katalog ekosystemu drobnoustrojów miejskich. Oprócz odrębnych „odcisków palca” mikrobiomów w różnych miastach, analiza ujawniła podstawowy zestaw 31 gatunków, które zostały znalezione w 97 proc. próbek z badanych obszarów miejskich. Badacze zidentyfikowali 4246 znanych gatunków mikroorganizmów miejskich, ale stwierdzili również, że dalsze pobieranie próbek będzie prowadzić do pojawienia się gatunków, które nigdy wcześniej nie zostały zaobserwowane. Odzwierciedla to niezwykły potencjał badań związanych z różnorodnością i funkcjami biologicznymi mikroorganizmów występujących w środowiskach miejskich.

Projekt konsorcjum rozpoczął się w 2013 roku, kiedy prof. Christopher Mason zaczął zbierać i analizować próbki mikrobów w systemie nowojorskiego metra. Po publikacji pierwszych wyników skontaktowali się z nim badacze z całego świata, którzy chcieli wykonać podobne badania w swoich miastach. W 2015 roku światowe zainteresowanie zainspirowało prof. Masona do stworzenia międzynarodowego konsorcjum MetaSUB (Metagenomics and Metadesign of Subways and Urban Biomes). Jednym z pierwszych, którzy dołączyli, był dr hab. inż. Paweł Łabaj z MCB UJ, który wcześniej współpracował z amerykańskim uczonym w innych projektach. Jako wiodący członek Międzynarodowego Konsorcjum MetaSUB był najpierw głównym badaczem w Wiedniu, a obecnie w Krakowie. Kieruje również pracami europejskich partnerów konsorcjum w ramach założonego stowarzyszenia MetaSUB Europe Society.

Głównym projektem konsorcjum jest global City Sampling Day (gCSD), który odbywa się co roku 21 czerwca. Kraków przystąpił do gCSD w 2020 roku, kiedy to wolontariusze pobrali wymazy na przystankach i w tramwajach z automatów biletowych, siedzeń, poręczy, uchwytów, zlokalizowanych na trasach linii tramwajowych 52, 50 i 14. Dodatkowe próbki zostały pobrane za pomocą próbnika powietrza w tunelach znajdujących się w okolicach dworca głównego. W tym roku akcja zostanie powtórzona, a na podstawie wyników z obu lat dr hab. inż. Paweł Łabaj i jego zespół zaprezentują mikrobiologiczny "odcisk palca" przestrzeni miejskiej Krakowa. Projekt nie byłby możliwy bez czynnej współpracy z Wydziałem ds. Przedsiębiorczości i Innowacji Urzędu Miasta Krakowa, Zarządem Transportu Publicznego w Krakowie i Miejskim Przedsiębiorstwem Komunikacyjnym w Krakowie.

Konsorcjum MetaSUB prowadzi również inne szeroko zakrojone badania, w tym wykonało kompleksową analizę mikrobiologiczną powierzchni miejskich oraz populacji komarów przed, w trakcie i po Letnich Igrzyskach Olimpijskich w Rio de Janeiro w 2016 roku. Inny projekt, rozpoczęty w 2020 roku, koncentruje się na badaniu występowania SARS-CoV-2 i innych koronawirusów u kotów domowych. Planowany jest także projekt związany z olimpiadą w Tokio w 2021 roku. W związku z tym konsorcjum rozszerzyło swoją aktywność na pobieranie próbek z powietrza, wody i ścieków, a nie tylko z powierzchni twardych.


« powrót do artykułu

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Nikogo chyba nie trzeba przekonywać, jak ważny jest mikrobiom dla naszego zdrowia. A raczej mikrobiomy, bo w coraz większym stopniu odkrywamy znaczenie wszystkich mikroorganizmów występujących wewnątrz i na zewnątrz nas. Naukowcy z Michigan State University i Georgia State University poinformowali, że mikroorganizmy odgrywają ważną rolę we wczesnym rozwoju mózgu, szczególnie obszarów odpowiedzialnych za kontrolę stresu, zachowań społecznych i podstawowych funkcji organizmu. A skoro tak, to rodzi się podejrzenie, że współczesne techniki porodu, zmieniające mikrobiom matki lub wpływające na kontakt dziecka z nim, mogą wpływać na rozwój mózgu noworodka.
      Pierwszy masowy bezpośredni kontakt mikroorganizmami mamy podczas porodu. Zostajemy skolonizowali zarówno przez mikrobiom z kanału rodnego matki, jak i przez mikroorganizmy z otoczenia. Dochodzi do tego w czasie, gdy nasze mózgi doświadczają poważnego przemodelowania. Uczeni już wcześniej donosili – na podstawie badań na modelu mysim – że mikroorganizmy te mogą wpływać na rozwój mózgu. Tym razem skupili się na jądrze przykomorowym podwzgórza, jednym z najważniejszych regionów w mózgu ssaków.
      W ramach eksperymentów porównywali mózgi myszy urodzonych w standardowych warunkach z myszami urodzonymi w warunkach sterylnych. Okazało się, że u tych, które urodziły się w sterylnych warunkach występowało mniej komórek w jądrze przykomorowym podwzgórza, a zagęszczenie komórek było mniejsze. Zjawisko takie zaobserwowano nie tylko u mysich noworodków, ale i u dorosłych myszy. Wskazuje to nabywany przy porodzie mikrobiom długoterminowo może kształtować mózgi ssaków. Dodatkowo już podczas wcześniejszych badań naukowcy stwierdzili, że myszy urodzone w standardowych warunkach mają o 6% większe przodomózgowie, niż myszy urodzone w sterylnym środowisku. Teraz sprawdzili, czy efekt ten widoczny jest też u myszy dorosłych. Okazało się, że tak.
      Takie wyniki badań każą zastanowić się, czy takie współczesne praktyki jak okołoporodowe podawanie antybiotyków – co zmienia mikrobiom matki – lub cesarskie cięcie, które wpływa na kontakt noworodka z mikrobiomem kanału rodnego, nie wpływa na późniejszy rozwój mózgu dziecka.
      Podsumowując, nasze badania wykazały, że mikrobiom wpływa na rozwój jądra przykomorowego podwzgórza. Co więcej, może to wyjaśnić, dlaczego dorosłe myszy urodzone w sterylnych warunkach wykazują deficyty społeczne, mają podwyższony poziom stresu i niepokoju. Jądro przykomorowe podwzgórza decyduje o tych zachowaniach, stwierdzają naukowcy w artykule The microbiota shapes the development of the mouse hypothalamic paraventricular nucleus.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z firmy Persephone Biosciences donoszą na łamach Nature Communications Biology, że w mikrobiomie badanych przez nich niemowląt powszechnie zauważalny jest niedobór bakterii z rodzaju Bifidobacterium. Badania, przeprowadzone na reprezentatywnej próbce 412 amerykańskich niemowląt wykazały też, że w mikrobiomie aż 25% z nich ten rodzaj mikroorganizmów w ogóle nie występuje lub występuje poniżej poziomu umożliwiającego wykrycie. To zaś może prowadzić do licznych problemów zdrowotnych.
      Badacze stwierdzają, że mikrobiomy zdominowane przez bifidobakterie mają inną, bardziej korzystną, charakterystykę od mikrobiomów zdominowanych przez inne drobnoustroje. Obserwuje się w nich na przykład mniejszą liczbę genów antybiotykooporności. Z badań nad niemowlętami, które przyszły na świat w wyniku cesarskiego cięcia wynika zaś, że zanik bifidobakterii może przyczyniać się do rozwoju atopii. To zaś może objawiać się alergiami, takimi jak astma, atopowe zapalenie skóry, katar sienny czy nietolerancje pokarmowe.
      Prawdopodobnie około 40% światowej populacji ludzi cierpi na jakąś formę alergii. Coraz więcej danych świadczy o tym, że krytycznym okresem, w którym decyduje się, czy będziemy mieli alergię, jest czas od poczęcia do ukończenia 2. roku życia. Wiele zależy od środowiska czy stylu życia, jednak naukowcy coraz bardziej skłaniają się ku poglądowi, że kluczowym czynnikiem w rozwoju alergii mogą być zaburzenia mikrobiomu jelit. Tymczasem, na przykład, z badań Persephone Biosciences wynika, że u 92% przebadanych dzieci nie występuje gatunek B. infantis, który dominuje w krajach nieuprzemysłowionych. Jeśli prawdziwe są sugestie, że dominującą metodą kolonizowania jelit przez bifidobakterie jest ich transfer ze środowiska po urodzeniu, oznacza to, że – przynajmniej w USA – transfer ten jest znacząco zredukowany.
      Braki bifidobakterii częściej mają miejsce u dzieci po cesarskim cięciu, niż urodzonych w sposób naturalny. U dzieci, które przyszły na świat w wyniku cesarskiego cięcia bifidobakterie były też często zastępowane przez potencjalnie szkodliwe bakterie, o których wiadomo, że korzystają z oligosacharydów z ludzkiego mleka.
      Zauważona w badaniach silna korelacja pomiędzy mikrobiomem, a stanem zdrowia niemowląt wskazuje, że kluczowe gatunki Bifidobakterii są niezwykle ważne na wczesnych etapach życia.
      Źródło: Bifidobacterium deficit in United States infants drives prevalent gut dysbiosis, https://www.nature.com/articles/s42003-025-08274-7

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W Polsce na stwardnienie rozsiane (SM) cierpi około 60 tysięcy osób. Jest więc ono jedną z najpowszechniej występujących chorób układu nerwowego. W jej przebiegu układ odpornościowy atakuje otoczkę mielinową nerwów, prowadząc do ich uszkodzenia. W zależności od miejsca ataku, choroba daje bardzo wiele objawów, włącznie z zaburzeniami widzenia czy paraliżem. Przyczyny stwardnienia rozsianego wciąż nie zostały poznane, jednak najprawdopodobniej są one liczne. Wśród nich wymienia się też rolę mikrobiomu jelit.
      Już wcześniejsze badania wskazywały na istnienie różnić w składzie mikrobiomu pomiędzy osobami cierpiącymi na SM, a zdrowymi. Jednak znacznie tych różnic nie zostało rozpoznane, gdyż wpływ na mikrobiom mają też czynniki genetyczne czy dieta. Trudno więc stwierdzić, na ile różnice mają związek ze stwardnieniem rozsianym, a na ile są spowodowane innymi czynnikami.
      Naukowcy z Niemiec i USA, chcąc zmniejszyć niepewność dotyczącą roli mikrobiomu w SM przeprowadzili badania na 101 parach bliźniąt jednojajowych, z których jedno cierpiało na stwardnienie rozsiane. Mieli więc do czynienia z osobami, które niemal nie różniły się genetycznie, a ponadto do wczesnej dorosłości mieszkały razem, więc były poddane wpływom bardzo podobnych czynników środowiskowych.
      Uczeni przeanalizowali próbki kału od 81 par bliźniąt i znaleźli 51 taksonów w przypadku których występowały różnice w ilości mikroorganizmów u osób zdrowych i chorych. Cztery pary bliźniąt zgodziły się też na pobranie wycinka jelita cienkiego. Natępnie mikroorganizmy tam znalezione zostały przeszczepione trangenicznym myszom. U zwierząt, których jelito cienkie zostało skolonizowane przez mikroorganizmy żyjące w jelicie cienkim osób z MS, znacznie częściej dochodziło do pojawienia się objawów przypominających stwardnienie rozsiane.
      Następnie naukowcy przeanalizowali odchody myszy wykazujących objawy stwardnienia rozsianego i uznali, że bakteriami najbardziej podejrzanymi o powodowanie choroby są dwaj członkowie rodziny Lachnospiraceae: Lachnoclostridium sp. i Eisenbergiella tayi. Oba gatunki występują w jelitach w niewielkiej ilości, dlatego dotychczas tylko w szeroko zakrojonych i dobrze kontrolowanych badaniach pojawiały się wyniki wskazujące, że mogą mieć one coś wspólnego z MS. Teraz po raz pierwszy pojawił się dowód na ich szkodliwe działanie. Warto przy okazji przypomnieć, że Lachnospiraceae wiązane są też z depresją i atakami na komórki układu odpornościowego.
      Autorzy badań nie wykluczają, że i inne mikroorganizmy biorą udział w patogenezie stwardnienia rozsianego. W trakcie przyszłych badań warto też skupić się na roli Lachnoclostridium sp. i Eisenbergiella tayi, lepiej poznać ich wpływ na myszy oraz przełożyć uzyskane wyniki na ludzi. Jeśli okazałoby się, że do rozwoju MS przyczynia się niewielka grupa bakterii, możliwe stało by się opracowanie nowych metod leczenia.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Polne kwiaty, sadzone w miastach w miejscach, w których wcześniej znajdowały się budynki mieszkalne czy przemysłowe, mogą być niebezpieczne dla pszczół i innych zapylaczy. Okazuje się bowiem, że mogą one akumulować ołów, arsen i inne metale ciężkie z gleby. Nektar z takich kwiatów szkodzi owadom, prowadząc do ich śmierci i zmniejszenia populacji. Nawet niewielkie ilości metali ciężkich w nektarze mogą negatywnie wpływać na mózgi pszczół, zmniejszając ich umiejętności uczenia się i zapamiętywania, które są niezbędne przy zdobywaniu żywności.
      Sarah B. Scott z University of Cambridge oraz Mary M. Gardiner z Ohio State University zauważyły, że takie rośliny jak koniczyna biała czy powój, posadzone w miastach w miejscach byłych budynków, narażają pszczoły na kontakt z niebezpiecznym chromem, kadmem, ołowiem czy arsenem. Gleba miast na całym świecie jest zanieczyszczona metalami ciężkimi, a poziom zanieczyszczeń jest zwykle tym większy, im starsze jest miasto. Metale pochodzą z wielu różnych źródeł, w tym z cementu.
      Autorki badań uważają zatem, że jeśli chcemy zdegradowane tereny miejskie zwracać naturze, najpierw warto przeprowadzić badania gleby i dostosować gatunki roślin do zanieczyszczeń. Czasami konieczne będzie wcześniejsze oczyszczenie gleby.
      Polne kwiaty są bardzo ważnym źródłem pożywienia dla pszczół i naszym celem nie jest zniechęcanie ludzi do ich siania w miastach. Mamy nadzieję, że dzięki naszym badaniom ludzie zdadzą sobie sprawę, że jakość gleby również jest ważna dla zdrowia pszczół. Zanim zasiejemy w mieście kwiaty, by przyciągnąć pszczoły i innych zapylaczy, warto zastanowić się nad historią miejsca, gdzie mają żyć rośliny i nad tym, co może znajdować się w glebie. A tam, gdzie to konieczne, warto przeprowadzić badania i oczyścić glebę, mówi doktor Scott.
      W ramach swoich badań uczone przyjrzały się terenom poprzemysłowym w Cleveland. Zebrały nektar z kwiatów wielu roślin, które przyciągają zapylaczy, i przetestowały go pod kątem obecności arsenu, kadmu, chromu i ołowiu.
      Badaczki zauważyły, że różne rośliny różnie akumulują metale. Ich największe stężenie występowało w kwiatach cykorii podróżnik, następne na liście były koniczyna biała, marchew zwyczajna i powój. To niezwykle ważne rośliny dla miejskich zapylaczy.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Im więcej ludzi mieszka w mieście, tym bogatsza jest jego elita i tym większe nierówności społeczne, informują naukowcy z Instytutu Geoantropologii im. Maxa Plancka (MPI-GEA). Uczeni odkryli istnienie tego typu korelacji zarówno w miastach starożytnego Rzymu, jak i we wspólczesnych metropoliach. A wyniki ich analizy sugerują, że nierówności są wpisane w samo środowisko miejskie oraz proces rozrastania się miasta, niezależnie od kultury czy okresu historycznego.
      Nierówności, jakie widać w miastach każdego okresu historycznego kazały naukowcom zadać sobie pytanie, czy jest to przypadek czy też mają one jakieś głębsze przyczyny. Uczeni z MPI-GEA znaleźli uderzające podobieństwa ilościowe pomiędzy miastami starożytnymi a współczesnymi pod względem tego, jak powierzchnia miasta przekłada się na bogactwo jego elit. Wszystko wskazuje na to, że ten sam proces, który powoduje, że miasta są coraz bogatsze, przyczynia się do powstawania w nich nierówności.
      Nasze badania pokazują, że nierówności w miastach nie są czymś przypadkowym, co w nich występuje. To coś, co wraz z nimi się rozrasta według przewidywalnych wzorców związanych ze skalą miasta. Wygląda to tak, jakby nierówności nie były efektem ubocznym miasta rozwijającego się w konkretnych warunkach kulturowych czy gospodarczych, a były wbudowaną konsekwencją samego rozwoju miasta, mówi główny autor badań, Christopher Carleton.
      Uczeni przeanalizowali dane z miast Imperium Romanum i miast współczesnych, by sprawdzić, jak bogactwo, szczególnie bogactwo elit, zmienia się wraz z rozmiarami miasta. Dane dotyczące rzymskich miast brały pod uwagę liczbę pomników i dedykacji poświęconych patronom. W przypadku miast współczesnych brano pod uwagę zarówno bardzo wysokie budynki, jak Burj Khalifa czy Trump Tower, jak i liczbę miliarderów żyjących w danym mieście. Następnie za pomocą metod statystycznych badano związek pomiędzy rozmiarami miasta, a zamożnością elit.
      Analizy wykazały, że wraz ze powiększaniem się miasta, rośnie bogactwo jego elit, ale jest to wzrost podliniowy. Oznacza to, że w każdym kolejnym kroku wzrostu miasta elity bogacą się w coraz mniejszym stopniu. Innymi słowy, tempo akumulacji bogactwa przez elity spada w miarę rozwoju miasta.
      Czynniki wpływające na wzrost nierówności w miastach są więc bardziej skomplikowane, niż sądzono. Uczeni MPI-GEA rozszerzają obecnie swoje badania na kolejne obszary. Chcą na przykład sprawdzić, czy różne rodzaje planowania miasta miał różny wpływ na rozwój nierówności. Poszukują też historycznych przykładów miast w których udało się zapobiec wzrostowi nierówności i gdzie wszyscy mieszkańcy bogacili się w równym tempie warz z ich rozwojem.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...