Undersøgelse kortlægger gener, der er afgørende for metaboliske funktioner af to almindelige bakterier

Et studie i Cellerapporter kortlægger gener, der er vigtige for metabolisk funktion af M. agalactiae og M. pneumoniae , to almindelige bakterier, der inficerer henholdsvis husdyr og mennesker.

Kortet over M. agalactiae afslører ny indsigt, der låser ruter til at udforske nye vacciner og antimikrobielle midler til veterinære applikationer.

Resultaterne kan også bruges til at finjustere en re-manipuleret version af M. pneumoniae så det kan behandle menneskelige lungesygdomme i fremtiden.

De nye metoder, der blev brugt i undersøgelsen, er et nyttigt værktøj for andre forskere til hurtigt at evaluere en mikroorganismes aktive stofskifte, øge chancerne for at finde nye applikationer ved hjælp af mikrober.

Bakterier er alsidige levende organismer, der kan kolonisere en lang række miljøer, værter, eller væv i en vært. Meget af denne succes er takket være deres metaboliske plasticitet, som har været formet af evolution gennem millioner af år.

Mikrobielle metaboliske veje kan udnyttes til industrielle applikationer, såsom at bruge bakterier til at farve jeans med deres varemærke indigo nuance. Det bliver også stadig vigtigere i sundhedsvæsenet, med tidligere undersøgelser, der forbinder mikrobiometabolisme med menneskekroppens evne til at absorbere terapeutiske lægemidler.

Nuværende tilgange til kortlægning af mikrobielle metaboliske veje er dyre, kedeligt og tidskrævende, hindrer udviklingen af ​​nye applikationer såsom vacciner eller antimikrobielle stoffer. Nye værktøjer er nødvendige for at opbygge et præcist kort over alle de kemiske reaktioner, der finder sted i en bestemt bakteriestamme uden blindgyder eller forgæves sløjfer.

I en undersøgelse offentliggjort i dag i tidsskriftet Cellerapporter , forskere ved Center for Genomisk Regulering i Barcelona beskriver en ny metode til bestemmelse af aktive metaboliske veje i mikrober ved hjælp af banebrydende teknikker fra genomik og proteomik.

Forskerne testede først deres metoder ved at kortlægge de metaboliske veje i Mycoplasma pneumoniae , en bakterie med et lille genom, der normalt forårsager milde infektioner i luftvejene, og hvis stofskifte er blevet omfattende dokumenteret tidligere. Dens aktive metaboliske veje var i overensstemmelse med eksperimentelle data.

De brugte derefter de samme metoder til at dokumentere de relativt ukendte veje til Mycoplasma agalactiae , en fælles kilde til infektioner hos geder og får med betydelige sundhedsmæssige og økonomiske konsekvenser for husdyr. På trods af M. agalactiae og M. pneumoniae deler meget af hinandens genom, deres metabolisme tog væsentligt forskellige veje, fremhæver kompleksiteten ved at forudsige metaboliske netværk baseret på genomisk information alene.

"Mikroorganismer er en skattekiste for at finde nye applikationer til sundhedsvæsenet og industrien. At have nye værktøjer til at fange et globalt billede af aktiviteten og retningen af ​​mikrobielle metaboliske netværk er nøglen til at få mest muligt ud af disse naturressourcer, "siger Ariadna Montero Blay, Ph.d. -studerende ved Center for Genomisk Regulering og første forfatter af undersøgelsen.

"Vores fund for Mycoplasma agalactiae kunne have stor indflydelse inden for det veterinære område i frembringelsen af ​​nye antimikrobielle midler baseret på toksiske metabolitter eller svækkede vaccinationsstammer med nedslidning af essentielle metaboliske gener eller omdannede metaboliske fluxer. "

Resultaterne af undersøgelsen kan bruges til at finjustere en re-manipuleret version af M. pneumoniae så det en dag kan bruges til behandling af menneskelige lungesygdomme, et langsigtet mål for forskningsgruppen.

Selvom dette stadig er år væk, vi kan bruge disse metoder til at identificere vigtige metaboliske ruter og blokere dem, hvilket kunne øge specificiteten og effektiviteten ved at bruge Mycoplasma som en levende pille. Vores undersøgelse fremhæver de geniale nye metoder inden for videnskab, der reducerer tid og omkostninger og fremskynder nye opdagelser. "

Luis Serrano, ICREA Research Professor, Direktør for CRG og sidste forfatter af undersøgelsen

• Teen vaping -undersøgelse identificerer maveproblemer og historie om stofmisbrug
• Bakterier, der lurer i kræftceller, kan påvirke behandlingen