Forskere får indsigt i, hvordan ultrasmå bakterier fra miljøet har tilpasset sig til at leve inde i mennesker

Introduktion:

Bakterier er forskellige mikroorganismer, der findes i forskellige miljøer, herunder den menneskelige krop. Fremskridt inden for sekventeringsteknikker har afsløret tilstedeværelsen af ​​ultrasmå bakterier (USB) i den menneskelige tarm, en gruppe af mikroorganismer med særskilte egenskaber. Disse USB er tidligere blevet fundet i miljømæssige omgivelser, såsom jord og vand, men deres evne til at overleve og tilpasse sig i den menneskelige vært har rejst spørgsmål om deres udvikling og potentielle konsekvenser for menneskers sundhed. I denne undersøgelse sigtede forskerne på at få indsigt i, hvordan USB har tilpasset sig livet inde i mennesker ved at sammenligne deres genomiske egenskaber og metaboliske evner med dem hos relaterede bakterier, der findes i miljøet.

Metoder:

Forskere indsamlede prøver fra den menneskelige tarm og ekstraherede DNA for at sekventere genomerne af USB, der var til stede i disse prøver. De sammenlignede derefter de opnåede genomsekvenser med dem fra beslægtede bakterier fra miljøkilder, med fokus på specifikke genomiske regioner, der vides at være forbundet med tilpasning til forskellige økologiske nicher. Derudover blev metabolisk profilering udført for at analysere USBs funktionelle muligheder og identificere metaboliske veje, der kunne bidrage til deres overlevelse i den menneskelige vært.

Resultater:

Genomisk analyse:

- Komparativ genomisk analyse afslørede, at USB fra den menneskelige tarm delte genetiske ligheder med miljø-USB, hvilket tyder på en fælles evolutionær herkomst.

- Analysen identificerede imidlertid også specifikke genomiske regioner i human-associeret USB, der viste signaturer af positiv selektion, hvilket indikerer, at disse regioner kan have gennemgået adaptiv evolution for at lette overlevelse i den menneskelige vært.

- Disse regioner inkluderede gener involveret i næringsstofoptagelse, stressrespons og immununddragelse, hvilket tyder på, at USB har udviklet specifikke tilpasninger til at klare udfordringerne og udnytte de ressourcer, der findes i det menneskelige tarmmiljø.

Metabolisk profilering:

- Metabolisk profilering afslørede, at USB havde en række metaboliske egenskaber, herunder evnen til at fermentere forskellige kulhydrater, udnytte aminosyrer og producere kortkædede fedtsyrer.

- Navnlig viste nogle USB-arter metabolisk alsidighed, hvilket gjorde det muligt for dem at bruge flere kulstofkilder, en egenskab, der kunne forbedre deres tilpasningsevne til fluktuerende næringsforhold i tarmmiljøet.

- De observerede også tilstedeværelsen af ​​enzymer involveret i nedbrydningen af ​​komplekse kulhydrater, hvilket indikerer, at USB kan få adgang til og udnytte kostfibre, der er ufordøjelige af den menneskelige vært.

Konklusion:

Forskningsstudiet giver indsigt i ultrasmå bakteriers tilpasning fra miljøet til livet inde i mennesker. Komparativ genomisk analyse og metabolisk profilering afslørede specifikke genomiske tilpasninger og metaboliske evner, der gør USB i stand til at overleve og udnytte de ressourcer, der er til stede i den menneskelige tarm. Disse resultater bidrager til vores forståelse af udviklingen og de økologiske roller af USB i det menneskelige mikrobiom og kan kaste lys over deres potentielle implikationer for menneskers sundhed og ernæring. Yderligere forskning er nødvendig for at undersøge interaktionerne mellem USB og den menneskelige vært, herunder potentielle fordele eller negative virkninger, for at kunne vurdere deres bidrag til menneskers sundhed og velvære.