Zaloguj się, aby obserwować tę zawartość
Obserwujący
0
U norek skład mikrobiomu jelit jest zależny od płci
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Nauki przyrodnicze
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Dokonany w ostatniej dekadzie postęp w dziedzinie rekonstrukcji i sekwencjonowania starego DNA daje nam wgląd w niedostępne wcześniej aspekty przeszłości. Ostatnim niezwykłym osiągnięciem w tej dziedzinie jest badanie mikrobiomu jamy ustnej prehistorycznych ludzi. Mikrobiomu, który wskutek radykalnej zmiany diety i stosowania antybiotyków jest u współczesnych ludzi zupełnie inny od tego, z którym ewoluowaliśmy przez dziesiątki i setki tysięcy lat. Opisanie prehistorycznego mikrobiomu pozwoli nam nie tylko lepiej poznać warunki, w jakich żyli nasi przodkowie ale może też przyczynić się do opracowania nowych metod leczenia. Dzięki rekonstrukcji dawnego mikrobiomu możemy dowiedzieć się, jakie funkcje odgrywał on w przeszłości i co w międzyczasie straciliśmy.
Naukowcy z Niemiec, USA, Hiszpanii i Meksyku zbadali kamień nazębny 12 neandertalczyków i 52 ludzi współczesnych, którzy żyli w okresie od 100 000 lat temu do czasów obecnych. Dzięki słabej higienie jamy ustnej w odkładającym się kamieniu nazębnym zachował się interesujący naukowców materiał. Jego zbadanie nie było łatwe. Współautorka badań, Christina Warinner i jej zespół przez niemal 3 lata dostosowywali dostępne narzędzia do sekwencjonowania DNA oraz programy komputerowe do pracy z fragmentami, jakie udaje się pozyskać z prehistorycznego materiału. Ich praca przypominała układanie wymieszanego stosu puzzli, na który składały się puzzle z różnych zestawów, a część z nich całkowicie zniknęła. Naukowcom zależało na sukcesie, gdyż wiedzieli, że w tym stosie znajdą nieznane dotychczas informacje. Jesteśmy ograniczeni do badań obecnie istniejących bakterii. Całkowicie ignorujemy DNA z organizmów nieznanych lub takich, które prawdopodobnie wyginęły, mówi Warinner. W końcu udało się pozyskać fragmenty kodu genetyczne ze szczątków 46 badanych ludzi.
Kamień nazębny to idealne miejsce do poszukiwania dawnych mikroorganizmów. Bez regularnego mycia zębów zostają w nim bowiem uwięzione resztki pożywienia i innej materii organicznej. Zostają one zamknięte w kamieniu i są w ten sposób chronione przed zanieczyszczeniem, gdy ciało się rozkłada. To idealne miejsce do poszukiwania niezanieczyszczonych próbek.
Badacze znaleźli w ustach badanych osób bakterie z rodzaju Chlorobium. Ich współcześni kuzyni korzystają z fotosyntezy i żyją w stojącej wodzie w warunkach beztlenowych. Nie spotyka się ich w ludzkich ustach. Wydaje się, że zniknęły stamtąd przed 10 000 lat. Naukowcy przypuszczają, że Chlorobium albo trafiło do mikrobiomu ust paleolitycznych ludzi wraz z pitą przez nich wodą z jaskiń lub też było stałym elementem mikrobiomu przynajmniej niektórych z nich.
Jednak sama rekonstrukcja materiału genetycznego bakterii to nie wszystko. Na podstawie DNA możemy odgadywać, z jakich białek zbudowana była bakteria, ale już niekoniecznie to, jakie molekuły były przez te białka wytwarzane. Dlatego też naukowcy wyposażyli Pseudomonas protegens w parę prehistorycznych genów z kamienia nazębnego. Okazało się, że geny te doprowadziły do wytwarzania furanów przez P. protegens. Współczesne bakterie wykorzystują furany do przesyłania sygnałów, a badania sugerują, że podobnie robiły bakterie prehistoryczne.
Mimo że naukowcom udało się nakłonić współczesne bakterie do ekspresji genów bakterii prehistorycznych, to nie ma tutaj mowy o ożywianiu bakterii sprzed tysiącleci. Nie ożywiliśmy tych mikroorganizmów, zidentyfikowaliśmy za to kluczowe geny, które służyły im do wytwarzania interesujących nas molekuł, wyjaśnia Warinner.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Utrata różnorodności jelitowej flory bakteryjnej grozi poważnymi konsekwencjami, w tym chronicznymi chorobami. Niewiele jednak wiemy o tym, jak wyglądały mikrobiomy ludzi żyjących w epoce przedprzemysłowej. Wiemy natomiast, jak olbrzymią rolę odgrywa prawidłowy mikrobiom. Tymczasem autorzy najnowszych badań donoszą, że w ostatnim tysiącleciu doszło do poważnego „wymierania” w ludzkim mikrobiomie.
Już wcześniejsze badania wykazały, że społeczeństwa przemysłowe charakteryzuje zarówno mniejsze zróżnicowanie mikrobiomu jak i większe występowanie chorób chronicznych, jak cukrzyca czy otyłość. Dlatego też międzynarodowy zespół naukowy, w skład którego wchodzili specjaliści m.in. z Uniwersytetu Harvarda czy Instytutu Historii Człowieka im. Maxa Plancka, postanowił porównać skład genomu ludzi współczesnych z osobami, żyjącymi przed 1000-2000 lat.
Dotychczas próby rekonstrukcji mikrobiomu ludności sprzed epoki przemysłowej polegały na porównywaniu próbek odchodów współczesnych społeczności zbieracko-łowieckich ze współczesnymi społecznościami przemysłowymi. Badania takie pokazują, że społeczności łowiecko-zbierackie mają znacznie bardziej zróżnicowany mikrobim, a uboższy mikrobiom społeczności przemysłowych jest powiązany z występowaniem chorób cywilizacyjnych, jak np. alergie czy cukrzyca. Jednak badania takie nie dawały odpowiedzi na pytanie, jak bardzo mikrobiom współczesnych łowców-zbieraczy jest podobny do mikrobimu ludzi sprzed epoki przemysłowej.
Autorzy nowych badań dysponowali 8 dobrze zachowanymi niezanieczyszczonymi próbkami kału, datowanymi na lata 0–1000 n.e. Udało im się nie tylko wyizolować z nich genom bakterii, ale odróżnić też genom mikroorganizmów, które mieszkały w jelitach od tych, które znajdowały się w glebie i migrowały do odchodów.
W ten sposób uzyskali 181 genomów, które zarówno pochodziły sprzed wieków, jak i jelit ludzi. Okazało się, że wiele z obecnych w koprolitach bakterii jest podobnych do bakterii z mikrobiomu współczesnych łowców-zbieraczy, a wśród nich są gatunku powiązane z dietą bogatą w błonnik. Jednak zauważono też spore i bardzo ważne różnice. Po pierwsze bakterie z koprolitów nie zawierały markerów antybiotykooporności. Po drugie zaś, mikrobiom ludzi żyjących 1000 i 2000 lat temu był znacznie bardziej zróżnicowany, niż współczesnych łowców-zbieraczy, nie mówiąc już o mikrobiomie społeczeństw przemysłowych. Mieliśmy zaledwie 8 próbek z ograniczonego geograficznie i czasowo obszaru, a i tak aż 38% mikroorganizmów było nam nieznanych, mówi Aleksandar Kostic z Harvard Medical School.
Różnice są naprawdę duże. Na przykład bakterie z rodzaju Treponema nie występują w mikrobiomie osób z krajów uprzemysłowionych i rzadko występują u współczesnych łowców-zbieraczy. Były natomiast obecne w każdej próbce koprolitów. To sugeruje, że nie chodzi tutaj wyłącznie o zmiany diety, mówi Kostic. Uczony ma nadzieję, że w przyszłości uda się określić, w jaki sposób i dlaczego doszło do zniknięcia tych i innych bakterii z ludzkiego mikrobiomu.
Co więcej, obecne badania potwierdzają to, co właśnie zauważyła Christine Warinner, genetyk z Uniwersytetu Harvarda. Jest ona współautorką obecnych badań, a przed kilkoma dniami opublikowała inne badania, w których informuje, że na zębach neandertalczyków i wczesnych H. sapiens znalazła mikroorganizmy, których dotychczas nie znano. Badania takie pokazują, że u ludzi na całym świecie doszło do zmiany mikrobimu. Współczesne społeczności nieprzemysłowe, w tym ich mikrobiomy, nie powinny być uważane za dobre przybliżenie do badania naszych przodków, mówi genetyk Mathieu Groussin z Massachusetts Institute of Technology.
Badania te pokazują, że jeszcze w niedalekiej przyszłości nasze organizmy były zasiedlone przez znacznie bardziej zróżnicowane społeczności mikroorganizmów i mogły nie mieć czasu, by dostosować się do ich braku.
« powrót do artykułu -
przez 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 -
przez KopalniaWiedzy.pl
Im więcej dowiadujemy się o mikrobiomie, czyli mikroorganizmach żyjących w naszym ciele, tym bardziej okazuje się, jak ważną rolę one odgrywają. Naukowców szczególnie zaś interesuje wpływ mikrobiomu jelit na mózg. Grupa pracująca pod kierunkiem naukowców z Salk Institute odkryła właśnie pewien szczep Escherichia coli, który – gdy znajdzie się w jelitach samicy myszy – powoduje, że matka odrzuca swoje młode.
Podczas badań, których wyniki opublikowano na łamach Science Advances, wykazano bezpośredni związek pomiędzy konkretnym mikroorganizmem a zachowaniem matki. Chociaż badania prowadzono na myszach, ich wyniki to kolejny z rosnącego zbioru dowodów wskazujących, na wpływ mikroorganizmów jelitowych na rozwój mózgu i zachowania.
O ile wiemy, to pierwszy dowód wskazujący, że odpowiednia mikroflora jelit jest potrzebna do prawidłowego zachowania się matki oraz wpływa na jej związek z dzieckiem, mówi główna autorka badań profesor Janelle Ayres, dyrektor Labortorium Fizjologii Molekularnej i Fizjologii Systemów. To kolejny dowód, na istnienie związku pomiędzy mózgiem a mikrobiomem i że mikroorganizmy są ważnym czynnikiem wpływającym na zachowanie swojego gospodarza.
Naukowcy wciąż zdobywają nowe informacje na temat wpływu mikroorganizmów na mózg. Dotychczas powiązano skład mirkobiomu jelitowego z depresją, autyzmem, zaburzeniami lękowymi i innymi problemami. Trudno jest jednak badać wpływ konkretnego szczepu bakterii na mózg.
Ayers i jej zespół zajmują się badaniami nad związkiem różnych organów z mózgiem. Badają tez jak mikrobiom wpływa na różne procesy w organizmie oraz czy ma on związek z rozwojem i zachowaniem.
Ostatnio naukowcy badali myszy, które miały w jelitach tylko jeden szczep E.coli. Okazało się, że gdy w jelitach myszy występował szczep O16:H48 MG1655, młode nie rozwijały się prawidłowo. Były mniejsze od młodych innych myszy, gdyż były niedożywione. Stwierdziliśmy, że zachowanie młodych jest normalne, mleko matek również jest normalne, ma prawidłowy skład i wytwarzane jest w wystarczających ilościach. Okazało się, jednak, że matki odrzucały swoje dzieci. A przyczyną był konkretny szczep E.coli znajdujący się w ich jelitach, mówi Ayers.
Dalsze badania wykazały, że młode myszy od matek z E.coli O16:H48 MG1655 mogą normalnie się rozwijać, jeśli poda im się czynnik wzrostu IGF-1 lub odda matkom zastępczym, które prawidłowo o nie dbają. To dowodzi, że zaburzenia rozwoju młodych mają związek z zachowaniem matek, a nie z samymi młodymi.
"Nasze badania to bezprecedensowy dowód na to, że mikrobiom jelitowy może negatywnie wpływać na zachowania matki, co z kolei zaburza rozwój jej dziecka. Okazuje się zatem, że pojawienie się prawidłowych relacji matka-dziecko nie zależy tylko od hormonów, ale że znaczącą rkolę odgrywają też mikroorganizmy zasiedlające ciało matki", dodaje jedna z autorek badań, Yujung Michelle Lee.
Uczeni chcieliby się dowiedzieć, w jaki sposób bakterie wpływają na zachowanie matek. Wstępne wyniki sugerują, że mogą one mieć wpływ na poziom serotoniny, hormonu związanego z dobrostanem i poczuciem szczęścia. Bardzo trudno jest badać te związki u ludzi, gdyż ludzki mikrobiom zawiera setki gatunków bakterii. Jeśli jednak zrozumiemy, jak działa to na modelach zwierzęcych, będziemy mogli przełożyć te odkrycia na ludzi i zbadać, czy mikrobiom i jego wpływ jest taki sam, mówi Ayres.
Szczep O16:H48 MG1655 został znaleziony w ludzkich jelitach. Dotychczas jednak sądzono, że nie wywiera on ani pozytywnego, ani negatywnego wpływu na organizm człowieka.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Naukowcy z Uniwersytetu Illinois w Chicago odkryli powiązania między zaburzonym snem a podwyższonym ciśnieniem i zmianami mikroflory jelit. Wyniki ich badań ukazały się w piśmie Physiological Genomics.
Zespół chciał sprawdzić, czy 28-dniowy okres zaburzonego (pofragmentowanego) snu zmieni mikrobiom jelitowy szczurów. Ponieważ szczury są zwierzętami nocnymi, eksperymenty zaprojektowano w taki sposób, by zaburzać ich sen w dzień. Wyodrębniono także grupę kontrolną, która mogła spokojnie spać.
Gryzoniom mierzono ciśnienie i tętno. Badano także odchody.
Pomysł na badania wziął się stąd, że kilku badaczy pracowało w służbie zdrowia, co wiązało się z dyżurami na nocną zmianę.
Kiedy szczurom zaburzano sen, następował wzrost ciśnienia. Ciśnienie pozostawało podwyższone nawet wtedy, gdy zwierzęta mogły z powrotem normalnie spać. To sugeruje, że dysfunkcyjny sen upośledza organizm przez dłuższy okres - podkreśla dr Katherine A. Maki.
Niepożądane zmiany nastąpiły także w przypadku mikroflory jelit. Wbrew początkowym założeniom, zmiany te nie nastąpiły jednak od razu. Takie reakcje, jak nierównowaga między różnymi rodzajami bakterii, w tym wzrost organizmów związanych ze stanem zapalnym, pojawiły się po tygodniu.
Gdy kończyło się zaburzanie snu, nie obserwowano natychmiastowego powrotu do normy. Nasze badanie wskazuje na istnienie złożonego systemu [zależności] z licznymi czynnikami patologicznymi.
Z artykułu możemy się dowiedzieć, że naukowcy analizowali parametry z kilku okresów: wstępnego (od dnia -4. do -1.), wczesnej fragmentacji snu (dni 0.-3.), zaawansowanej fragmentacji snu (dni 6.-13.), późnej fragmentacji snu (dni 20.-27.) oraz regeneracji/odpoczynku (dni 28.-34.). Okazało się, że mniejsza ilość snu na godzinę w czasie fragmentacji snu wiązała się ze wzrostem średniego ciśnienia tętniczego. Analizy społeczności jelitowych i metabolitów pokazały, że w fazie zaawansowanej-późnej fragmentacji snu i regeneracji liczebność domniemanych bakterii produkujących krótkołańcuchowe kwasy tłuszczowe (ang. short-chain fatty acids, SCFA) była inna u zwierząt kontrolnych i poddawanych interwencji. Etap zaawansowanej fragmentacji snu cechowały również niższa różnorodność alfa (wewnątrz społeczności), wzrost względnej liczebności proteobakterii (Proteobacteria) czy niższy stosunek Firmicutes do Bacteroidetes. Uzyskane wyniki ujawniają zależności między fragmentacją snu, średnim ciśnieniem tętniczym i metabolomem mikroflory oraz dają pewien wgląd w powiązania między zaburzonym snem a chorobami sercowo-naczyniowymi.
Ponieważ w badaniu przyglądano się wielu zmiennym, na potrzeby raportu sen REM i NREM traktowano łącznie jako sen. Dr Maki napisała w przesłanym nam mailu, że w przygotowywanym dopiero artykule analizuje bardziej szczegółowo fazy snu. Trzeba na niego jednak poczekać jeszcze parę miesięcy.
Gdy zapytaliśmy, czy niższy stosunek F:B może być interpretowany jako zmiana pozytywna (z innych badań wiadomo w końcu, że wyższy stosunek F:B jest typowy dla otyłości), dr Maki odpowiedziała, że wbrew pozorom sprawa nie jest wcale prosta, gdyż na stosunek [ten] może wpływać zmiana jednej lub obu zmiennych (wzrost/spadek Firmicutes lub Bacteriodetes). W dyskusji w naszym artykule odnotowaliśmy, że badania dotyczące nadciśnienia, które zestawiały podwyższone ciśnienie ze stosunkiem F:B, wskazywały zarówno na spadki, jak i wzrosty tego stosunku. W mojej opinii stosunek F:B nie powinien więc być prosto interpretowany jako "dobry" czy "zły". Może za to być wykorzystywany jako miara oceny globalnych zmian społeczności bakteryjnej mikrobiomu jelitowego. Uważam, że kolejne badania rzucą nieco światła na to, w jakich przypadkach obniżony bądź podwyższony stosunek F:B może być wskaźnikiem stanów chorobowych.
Oprócz tego [należy nadmienić], że wiele bakterii będących domniemanymi producentami SCFA pochodzi z typu Firmicutes, dlatego więc uznaliśmy spadki F:B za zmianę odzwierciedlającą ustalenia dot. spadków w zakresie niższej liczebności domniemanych producentów SCFA.
W przyszłości akademicy chcą się lepiej przyjrzeć zjawiskom zachodzącym w mikrobiomie jelitowym (np. metabolitom produkowanym przez bakterie). Zespół zamierza też przeanalizować zmiany cech snu. Amerykanom zależy również na określeniu, jak długo utrzymują się zmiany dot. ciśnienia krwi i mikrobiomu. Później uczeni sprawdzą, jak ich ustalenia przekładają się na ludzi.
Przez obowiązki zaburzające sen ludzie zawsze będą narażeni na problemy zdrowotne [choroby sercowo-naczyniowe]. Chcielibyśmy potrafić zmniejszyć to ryzyko, obierając na cel ich mikrobiom (za pomocą nowych terapii albo zmian dietetycznych) - podsumowuje dr Anne M. Fink.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.