Elo, en neit Tool erstallt vu Fuerscher um Wyss Institut fir Biologesch Inspiréiert Engineering op der Harvard Universitéit an der Harvard Medical School (HMS) bitt eng Léisung fir dëse Problem a Form vun enger Rei vu bakteriellen Genen déi entwéckelt goufen fir Ännerungen an der Wuesstum vu verschiddene Populatioune vu Bakterien iwwer Zäit am Darm vu liewege Mais mat Eenzell Präzisioun, a kann als Plattform fir komplex déngen, synthetesch-biologesch-baséiert Diagnostik an Therapeutik fir eng Vielfalt vun Uwendungen am Darm. D'Etude gëtt publizéiert am Natur Kommunikatioun .
De System benotzt en oscillerende Gencircuit, genannt Repressilator, als eng Zort genetesch Auer fir de Bakteriewuesstem ze moossen. De Repressilator besteet aus dräi bakteriellen Genen déi fir dräi Proteine codéieren (tetR, cl, a lacI), jidderee blockéiert den Ausdrock vun engem vun deenen aneren Proteinen. D'Genen sinn an eng negativ Feedback Loop verbonnen, sou datt wann d'Konzentratioun vun engem vun de Repressorproteine ënner engem gewësse Niveau fällt, de Protein dat se represséiert huet gëtt ausgedréckt, wat den Ausdrock vum drëtten Protein blockéiert, an de Prozess widderhëlt sech zyklesch.
Wann all dräi Genen an e Plasmid agefouert ginn an a Bakterien agefouert ginn, d'Zuel vun den negativen Feedback Loop Zyklen ofgeschloss kann als Rekord déngen wéivill Zell Divisiounen d'Bakterien erlieft hunn. All Kéier wann d'Bakterien deelen, all Repressorproteine präsent an hirem Zytoplasma gi verdënntem, sou datt hir Konzentratioun lues a lues fält an den Ausdrock vum nächste Protein am Repressilatorzyklus ausléist. Wichteg, de Repressilator Zyklus widderhëlt sech no 15.5 Bakterien Generatiounen egal wéi séier oder lues d'Bakterien wuessen. Dëst erlaabt et als objektiv Messung vun der Zäit ze handelen, vill wéi eng Auer oder eng Auer.
"Stellt Iech vir wann Dir zwee Leit hätten déi zwou verschidde Uhren droen, an déi zweet Hand op der Auer vun enger Persoun war duebel sou séier wéi déi aner Persoun, "erkläert den éischten Auteur David Riglar, Ph.D., e fréiere Postdoc um Wyss Institut an HMS deen elo eng Fuerschungsgrupp als Sir Henry Dale Fellow um Imperial College London féiert. "Wann Dir béid Uhren no enger Stonn gestoppt hutt, si géifen net averstanen zu wéi enger Zäit et war, well hir Zäitmessung variéiert baséiert op den Taux vun der Second Hand Bewegung. Am Kontrast, eise Repressilator ass wéi eng Auer déi ëmmer mat der selwechter Geschwindegkeet beweegt, also egal wéi vill verschidde Leit een droen, si ginn all eng konsequent Miessung vun der Zäit. Dës Qualitéit erlaabt eis méi präzis d'Behuele vu Bakterien am Darm ze studéieren. "
D'Fuerscher hunn all vun den dräi Repressorproteine mat engem anescht faarwege fluoreszenten Molekül gekoppelt, an huet en Imaging Workflow entwéckelt mam Numm RINGS (Repressilator-baséiert Inferenz vum Wuesstum op Eenzellniveau) fir ze verfollegen wéi ee Protein a verschiddene Zäitpunkten wärend dem Wuesstum vun de Bakterien ausgedréckt gëtt. "Wéi eng Bakteriekolonie no baussen wiisst, de Repressilator Circuit erstellt dës verschidde Leuchtstoff, Bamring-ähnlech Ënnerschrëfte baséiert op deem Repressorprotein aktiv war an der eenzeger Bakterie déi d'Kolonie gestart huet, "sot de Riglar." D'Muster vun de Luuchtréng registréiert wéi vill Repressilatorzyklen zënter dem Wuesstum ugefaang hunn, a mir kënnen dat Muster analyséieren fir ze studéieren wéi Wuesstumsraten tëscht verschiddene Bakterien an a verschiddenen Ëmfeld variéieren. "
Benotzt RINGS, d'Team konnt erfollegräich Zell Divisiounen a verschiddene verschiddene Bakterienaarten verfollegen, déi in vitro ugebaut goufen, a beobachtet datt d'Längt vum Bakterien Repressilator Zyklus konsequent blouf wann se op extrahéiert Proben vum Mausdarm ugebaut gi sinn (fir e komplexe Mikroëmfeld ze simuléieren) oder un en Antibiotikum ausgesat sinn (fir Stressbedéngungen an inkonsistent Wuesstemsmuster ze simuléieren).
Fir d'Leeschtung vum Repressilator in vivo ze bewäerten, d'Team verwaltet E. coli enthält de Repressilator Circuit zu Mais mëndlech, duerno analyséiert Bakterien extrahéiert aus fecale Proben. De Repressilator bleift aktiv fir bis zu 16 Deeg no der Aféierung, weist datt laangfristeg oszilléierend Genausdrock an Darmbakterien a liewege Mamendéieren erhale ka ginn. D'RINGS Analyse huet erfollegräich Ännerunge vu bakterielle Wuesstemsmuster festgestallt, a Bakterien, deenen hir Repressilatorkreesser a verschiddene Stadien waren, konnten "synchroniséiert" ginn andeems d'Mais eng Verbindung an hirem Drénkwaasser ginn, deen de Repressilatorzyklus op enger bestëmmter Etapp verhaft huet.
Endlech, d'Fuerscher hunn d'Fäegkeet vum Repressilator getest fir Differenzen an de bakterielle Wuesstumsraten z'entdecken, déi als Resultat vun der Darmentzündung observéiert goufen. Mais kruten eng Entzündungsinduzéierend Verbindung, gefollegt vun repressilator geluedenen Bakterien. No 15 Stonnen, RINGS Analyse huet gewisen datt d'Bakterien aus Mais mat Entzündung Repressilatoren an enger méi breeder Palette vu Phasen haten am Verglach mat Bakterien aus Kontrollmais, suggeréiert datt Entzündung en Ëmfeld produzéiert dat Inkonsistenzen am Bakteriewuesstum dréit, potenziell zu Ungleichgewichte am Darmmikrobiom féiert.
Dëse Repressilator erlaabt eis d'Intricacies vum bakterielle Verhalen am liewegen Darm wierklech ze sonden, net nëmmen a béide gesonde a kranke Staaten, awer och raimlech an zäitlech. D'Tatsaach datt mir de Repressilator nei synchroniséiere kënnen wann se schonn am Darm ass, souwéi se z'erhalen ouni de Besoin fir selektiv Antibiotike ze administréieren, heescht och datt mir de Mikrobiom an engem méi natierlechen Zoustand mat minimale Stéierunge kënne studéieren. "
Pamela Sëlwer, Ph.D., entspriechenden Auteur, Core Fakultéit Member um Wyss Institut, Elliot T. an Onie H. Adams Professer fir Biochemie a Systembiologie um HMS
Zousätzlech fir d'Dynamik vum Mikrobiom ze verstoen, de Repressilator mécht de Potenzial fir komplex op, synthetesch-biologesch-baséiert Diagnostik an Therapeutik fir de mënschlechen Darm. Potentiell Uwendungen enthalen d'Schafung vun engem System dee programméiert ass fir eng Gentranskriptiouns Kaskad un engem bestëmmte Punkt am circadiane Rhythmus ze initiéieren, oder eng Diagnos déi registréiert wéi vill Zäit vergaangen ass no der Detektioun vun engem bestëmmte Biomarker.
"Net nëmmen dës Fuerschung léist e spezifesche Problem am Zesummenhang mat der Iwwerwaachung vun dynamesche Verännerungen an der Mikrobiomphysiologie am liewegen Darm, et bitt eng Plattform déi zu ganz neien Aarte vun Diagnostik a souguer Zäit-ofhängeger Therapie kënnt féieren. "sot de Wyss Grënnungsdirekter Donald Ingber, M.D., Ph.D., deen och de Judah Folkman Professer fir vaskulär Biologie um HMS an de Vascular Biology Programm am Boston Children's Hospital ass, souwéi Professer fir Bioengineering an der Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.
De vaginale Mikrobiom kann d'Effizienz vun der HIV -Präventiounstherapie beaflossen
Eng schmuel Esophagus opmaachen
Fuerscher fannen neie Wee fir géint Krankheet am MS Modell ze schützen
Fastfood kann e Premier Täter bei Teenager Depressioun sinn
Aart vun ieweschte Loftwee Bakterien kéint d'Asthma Schwieregkeet beaflossen
Schlamm an Duschkäpp kéint geféierlech Lungebakterien fanne Studie
Mënschlech Koronavirus brauch organesch Material fir effizient tëscht Uewerflächen ze transferéieren
De schwéiere akuten Atmungssyndrom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) huet séier iwwer 191 Millioune Leit uechter dWelt infizéiert zënter sengem Entstoe Enn Dezember 2019. De Virus verursaacht COVID-19 (Coron
Den Neil Bell ernannt als Chief Development Officer vun Avacta Life Sciences
Avacta Group plc Kapitaléierung den Entwéckler vun Affimer ® Biotherapie a Reagenz, ass frou de Rendez -vous vum Neil Bell als Chief Development Officer vun Avacta Life Sciences mat direktem Effekt
Neit Tool registréiert a verfollegt de Mikrobiomwuesstum
An de leschte Joeren, de mënschleche Mikrobiom huet immens Popularitéit gewonnen wéinst senger Roll bei der Gestaltung vun hirer Gesondheet. Et ass wesentlech fir dmënschlech Entwécklung, Ernährung, a