Bu çalışmanın yolu doğrusaldan başka bir şey değildi. Yol gösterici sorum basitti: nasıl Bilophila Wadsworthia Bağırsakları yüksek yağlı diyet koşullarında kolonize edin ve konakçının sonuçları nelerdir? B. Wadsworthia Hayvan türevi yağa yanıt olarak çiçek açar1-3ancak bu genişlemeyi ve daha geniş etkilerini yönlendiren mekanizmalar belirsizdir.
Cevapları bulmak için, genom çapında transpozon mutajenezi (tradis), metatranskriptomik, metabolomik, histoloji ve mikropsuz fare modellerini entegre ettik. Bu, bakteriyel genetikten murin modellerine kadar gerçekten çok disiplinli bir çabaydı.
Başlangıçta mutant bir kütüphane oluşturmanın basit olacağını düşündüm. Sonuçta, Quadram Enstitüsü TRADIS konusunda geniş bir uzmanlığa sahiptir. Ama zorunlu bir anaerobu gibi dönüştürmek B. Wadsworthia—Günek, sülfidojenik bir bakteri – çok farklı bir meydan okuma olarak getirildi. Anaerobik kabinde 37 ° C'de çalışmak, tropik bölgelerde çalışmak gibi hissedilen kütüphaneleri oluşturmak için. Yine de, büyük agar plakalarının koyulaşmasını izlemede benzersiz bir memnuniyet vardı B. Wadsworthia varlığını ortaya çıkardı.
Mutant kütüphanesinin yapımı: Bazı plakalar karardı B. WadsworthiaSülfidojenik büyüme.
Çabalarımız ödendi. Bakteriyel mikro bölmeleri (BMC'ler)-proteinli organelleri-kodlayan genlerin ve flavin bazlı elektron çatallanmasına katılanların ( hdrabc – flxabcd karmaşık) bağırsak kolonizasyonu için şarttı. Bu sistemler etkinleştirir B. Wadsworthia Taurin ve izetiyonat gibi organosülfür bileşiklerini metabolize etmek için, hidrojen sülfür (H₂s), asetat ve etanol serbest bırakmak.
Ancak kolonizasyon sadece başlangıçtı. Şaşırtıcı bir şekilde, B. Wadsworthia-Basitleştirilmiş bir insanlaştırılmış mikrobiyota (Sihumi) ile birlikte kolonlaşırken daha az bol olsa da-bu bağlamda daha büyük bir fizyolojik etki yarattı. Sihumi + ile kolonize fareler B. Wadsworthia Bağırsak geçirgenliği, hepatik makrofaj infiltrasyonu ve karaciğer hasarı gösterdi. Karaciğerdeki etanol seviyeleri de mütevazı bir şekilde yükseldi, bu da mikrobiyal işbirliğinin değil – B. Wadsworthia Yalnız – konakçı metabolik dengeyi bozuyordu.
Özellikle beklenmedik bir bulgu B. WadsworthiaMetabolik esneklik. Sadece belirli koşullar altında etanol üretmekle kalmaz, aynı zamanda onu tüketir. En önemlisi, üretilen etanol miktarı, enerji kaynağına bağlı olarak değişti ve bu bakterinin bağırsakta ne kadar uyarlanabilir ve potansiyel olarak öngörülemez olabileceğini vurguladı. Çok omik analizlerimiz, Sihumi'nin varlığında, B. Wadsworthia Metabolizmasını yeniden programlar ve format gibi alternatif elektron donörlerine geçer.
Hayvan verilerinin analiz edilmesi, projenin en göz açıcı aşamalarından biriydi. Varsaydım B. Wadsworthia Yalnız – yüksek bolluk ve milimolar seviyelerde H₂s üretimi – en güçlü etkileri gösterecektir. Bunun yerine, Sihumi + 'da en şiddetli iltihap ve bariyer hasarı meydana geldi. B. Wadsworthia grup. O zaman, bu gruptaki iki fare deneyin sonuna yakın öldüğünde şaşkın ve dürüstçe huzursuz oldum. Kötü şansa kadar tebeşirledim. Ancak sonuçlar şekillendikçe, daha net bir resim ortaya çıktı: sadece değildi B. Wadsworthiaancak sistemik disfonksiyonu yönlendiren diğer mikroplarla etkileşimi. Bazen, bir aksilik gibi hissettiren gerçek içgörünün başlangıcı olur.
Hepsi topluluk metabolizmasında bir değişime ve mikrobiyal davranışlarda bağlama bağlı bir değişikliğe işaret etti. Ev sahibi cevap vermiyordu B. Wadsworthia tek başına, ancak mikrobiyal bir ağ içindeki aktivitesine. Bu belki de en heyecan verici keşifti: Bir Pathobiont'un davranışı sadece diyet veya genetikle değil, aynı zamanda tutar.
Bakteriyel bir mutant kütüphaneyi karakterize etmek için bir proje olarak başlayan şey, mikrobiyom -konakçı etkileşimlerinin daha geniş bir araştırmasına dönüştü. Anahtar içgörü? Patojenik potansiyel sadece tek bir türün varlığıyla değil, ekosistem tarafından yaşadığı ekosistem tarafından dikte edilmez.
Bu proje, yanan anaerobik kabinede itiraf etmek istediğimden daha fazla zaman, işbirliği ve daha fazla saat aldı. Ama nasıl ortaya çıkmaya değerdi B. Wadsworthia Diyet baskısı altındaki bağırsakta gezinir ve yeniden şekillendirir. Bu hikayeyi bir araya getirmeye yardımcı olan multidisipliner ekibe minnettarım: farelerin caecum'daki bakteriyel mikro bölmeyi gözlemlemek için bakteriyel genetik, mikropsuz fareler, metabolomikler ve elektron mikroskopisinden, perspektiflerin entegrasyonu kritikti.
B. Wadsworthia Bakteriyel mikro bölge oluşumunu gösteren farelerin caecum'unda. (c) Mike Paxhia tarafından
Bu çalışma, mikrobiyal patobyonları bağlamda keşfetmek için bir temel oluşturur – nasıl diyet, mikrobiyal komşular ve konakçı yanıtlar davranışlarını şekillendirir. Bir sonraki adım olarak, farklı mikrobiyal toplulukların nasıl etkilediğini incelemeyi umuyoruz. B. WadsworthiaMetabolizma, özellikle insanla ilgili ortamlarda.
Daha fazla bilgi için buradan tam makaleyi okuyun
Yazar hakkında
Lizbeth Sayavedra, Quadram Enstitüsü'nde bir BBSRC keşif üyesidir. Araştırmaları, sülfidojenik bakterilere ve bağırsak patobiyonlarının diyet modülasyonuna özel bir ilgi ile mikrobiyal metabolizma ve konak -mikrobiyom etkileşimlerine odaklanmaktadır.
Ortak çalışanlar
Bu çalışma Muhammad Yasir, Andrew Goldson, Arlaine Brion, Gwenaelle Le Gall, Mar Moreno-Gonzalez, Annalisa Altera, Michael D. Paxhia, Martin Warren, George M. Savva, A. Keith Turner, Naiara Beraza ve Arjan Narbad ile işbirliği içinde gerçekleştirildi.
Referanslar:
- Natividad, J. ve ark. Bilophila Wadsworthia Farelerde yüksek yağlı diyet kaynaklı metabolik disfonksiyonları ağırlaştırır. Doğa İletişimi 92802-2802 (2018).
- Devkota, S. ve ark. Diyet yağının neden olduğu taurokolik asit, IL10-/-farelerinde patobyon genişlemesini ve koliti teşvik eder. Doğa 487104-108 (2012).
- Feng, Z. ve ark. İnsan dışkısından türetilmiş bir Bilophila Wadsworthia Suş spesifik patojensiz farelerde sistemik inflamasyona neden oldu. Bağırsak patojenleri 959-59 (2017).
Bir yanıt yazın