Proteinbotenstoffe aus dem menschlichen Mikrobiom geben Aufschluss über die menschliche Gesundheit

Der menschliche Körper wird seit Jahrhunderten erforscht, aber es gibt immer noch Geheimnisse, die noch zu enthüllen sind. Zum Beispiel, Es wurde entdeckt, dass im Körper Billionen von Bakterien leben, diejenigen, die für die Gesundheit von Vorteil sind. Jetzt, Studien konzentrieren sich auf die Erforschung des menschlichen Mikrobioms und wie es sich auf Gesundheit und Wohlbefinden auswirkt.

Das menschliche Mikrobiom macht Tausende von kleinen, bisher nicht identifizierte Proteine, Aufschluss über die menschliche Gesundheit geben und den Weg für die zukünftige Entwicklung von Medikamenten ebnen könnten.

Ein Forscherteam der Stanford University legt den Grundstein für das menschliche Mikrobiom für zukünftige Untersuchungen, wie die Billionen von Bakterien, Pilze, und im Körper vorkommende Archaeen konkurrieren um Nährstoffe, Ressourcen, Attacke, und nebeneinander existieren.

Die neuen Erkenntnisse, die in der Zeitschrift veröffentlicht werden Zelle, enthüllen Sie mehr über die sehr vielfältigen Arten der menschlichen Flora, die es ermöglicht, neue Behandlungen zu formulieren, die möglicherweise Krankheiten heilen könnten, auch solche, die als nicht behandelbar gelten.

Die Ergebnisse stammen aus einer Analyse von 1. 773 humanassoziierte Metagenome, die von vier verschiedenen Körperstellen entnommen wurden. (Bildnachweis:Tsvetkov Maxim/Shutterstock)

Potenzial winziger Botenproteine

Die Forscher der Studie wollen die kleinen Botenproteine ​​identifizieren und untersuchen, die von im Menschen lebenden Mikroben verwendet werden. Sie fanden heraus, dass es in der Tat eine erstaunliche Vielfalt der menschlichen Flora gibt, mit mehr als 4, 000 Molekülfamilien, von denen die meisten noch nicht beschrieben oder entdeckt wurden.

„Weil es viel schwieriger ist, nach Sequenzen zu suchen, die kleine Proteine ​​kodieren, als nach großen Proteinen zu fischen, unser Verständnis der kleinen Proteine, die von mikrobiellen Gemeinschaften exprimiert werden, hat immer gefehlt, "Nikos Kyrpides, ein leitender Wissenschaftler des Berkeley Lab und Co-Autor der Studie, genannt.

Er fügte hinzu, dass winzige Proteine, die aus 50 oder weniger Aminosäuren bestehen, die Zellmembranen und Zellwände passieren können, verschiedene lebenswichtige Aufgaben für den Organismus erfüllen, Wechselwirkungen zwischen Organismus und Umwelt vermitteln. Eigentlich, mit ihrer geringen Größe, sie können sich leicht in einzigartige Formen falten, die zuvor nicht identifizierte biologische Bausteine ​​darstellen.

Die Funktionen der Botenproteine, und da sie leichter zu manipulieren und zu synthetisieren sind als größere Moleküle, machen diese winzigen Proteine ​​zu guten Zielen und Quellen für neuartige Therapien und Medikamente. Ebenfalls, wenn Wissenschaftler die Formen der winzigen Proteine ​​manipulieren und nachbilden können, Diese Moleküle können die Türen zur fortgeschrittenen Entwicklung und Entdeckung eines neuen Medikaments öffnen.

Sehr häufig vorkommende kleine Proteine ​​erfüllen verschiedene Funktionen

„Es ist von entscheidender Bedeutung, die Schnittstelle zwischen menschlichen Zellen und dem Mikrobiom zu verstehen. ” Dr. Ami Bhatt, Assistenzprofessor für Medizin und Genetik und Senior Researcher, genannt.

„Wie kommunizieren sie? Wie schützen sich Bakterienstämme vor anderen Stämmen? Diese Funktionen finden sich wahrscheinlich in sehr kleinen Proteinen, die wahrscheinlicher als größere Proteine ​​außerhalb der Zelle sezerniert werden, " Sie hat hinzugefügt.

Jedoch, Da die Proteine ​​sehr klein sind, es war eine Herausforderung, sie mit herkömmlichen Methoden zu untersuchen.

„Wir haben eher einen Fehler gemacht, als richtig zu raten, wenn wir versuchten, vorherzusagen, welche bakteriellen DNA-Sequenzen diese sehr kleinen Gene enthalten. So, bis jetzt, wir haben ihre Existenz systematisch ignoriert. Es war ein klarer blinder Fleck, " Sie hat hinzugefügt.

In der Studie, identifizierten die Forscher systematisch kleine Proteine, indem sie eine vergleichende Genomikstudie an 1 773 human-assoziierte Metagenome von vier verschiedenen Körperstellen. Sie fanden mehr als 4, 000 erhaltene Familien, wo die meisten neu sind und noch nicht entdeckt wurden.

Mehr als 30 Prozent der Proteinfamilien standen im Verdacht, sezerniert oder transmembran zu sein. Ebenfalls, über 90 Prozent der kleinen Proteinfamilien haben keine bekannte Domäne, und etwa die Hälfte ist nicht in Referenzgenomen vertreten.

Die Forscher hoffen, kleine Proteine ​​weiter und tiefer untersuchen zu können. Kleine Proteine ​​können einfacher und schneller manipuliert und synthetisiert werden als größere Moleküle. Als Ergebnis, sie können als biologische Schalter fungieren, um zwischen Funktionszuständen hin- und herzuschalten oder Reaktionen in anderen Zellen auszulösen. Somit, sie könnten die Tür für die Entwicklung neuer Medikamente öffnen, die bei vielen Krankheiten helfen können.

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