Tutkimus kartoittaa kahden yleisen bakteerin metaboliselle toiminnalle välttämättömät geenit

Tutkimus vuonna Soluraportit kartoittaa geenit, jotka ovat välttämättömiä aineenvaihduntatoiminnalle M. agalactiae ja M. pneumoniae , kaksi yleistä bakteeria, jotka tartuttavat karjaa ja ihmisiä.

Kartta M. agalactiae paljastaa uusia oivalluksia, jotka avaavat reittejä tutkia uusia rokotteita ja mikrobilääkkeitä eläinlääkinnällisiin sovelluksiin.

Tuloksia voidaan käyttää myös hienosäädettäväksi uudelleen suunnitellusta versiosta M. pneumoniae jotta se voi tulevaisuudessa hoitaa ihmisten keuhkosairauksia.

Tutkimuksessa käytetyt uudet menetelmät ovat hyödyllinen työkalu muille tutkijoille arvioimaan nopeasti mikro -organismin aktiivista aineenvaihduntaa, lisää mahdollisuuksia löytää uusia sovelluksia mikrobien avulla.

Bakteerit ovat monipuolisia eläviä organismeja, jotka voivat asuttaa valtavan määrän ympäristöjä, isännät, tai kudoksiin isännässä. Suuri osa tästä menestyksestä johtuu niiden metabolisesta plastisuudesta, jota evoluutio on muokannut miljoonien vuosien aikana.

Mikrobien aineenvaihduntareittejä voidaan hyödyntää teollisissa sovelluksissa, kuten bakteerien käyttäminen farkkujen värjäämiseen niiden tavaramerkillä indigo. Se on yhä tärkeämpää myös terveydenhuollossa, aiempien tutkimusten kanssa, joissa mikrobiomien aineenvaihdunta yhdistettiin ihmiskehon kykyyn imeä terapeuttisia lääkkeitä.

Nykyiset lähestymistavat mikrobien aineenvaihduntareittien kartoittamiseen ovat kalliita, työlästä ja aikaa vievää, estää uusien sovellusten, kuten rokotteiden tai antimikrobisten aineiden, kehittämisen. Uusia työkaluja tarvitaan rakentaakseen tarkan kartan kaikista kemiallisista reaktioista, jotka tapahtuvat tietyssä bakteerikannassa ilman umpikujia tai turhia silmukoita.

Tänään lehdessä julkaistussa tutkimuksessa Soluraportit , Barcelonan genomisäädön keskuksen tutkijat kuvaavat uutta menetelmää aktiivisten aineenvaihduntareittien määrittämiseksi mikrobeissa käyttäen genomiikan ja proteomiikan huipputekniikoita.

Tutkijat testasivat ensin menetelmiään kartoittamalla aineenvaihduntareittejä Mycoplasma pneumoniae , bakteeri, jolla on pieni genomi ja joka yleensä aiheuttaa lieviä hengityselinten infektioita, ja joiden aineenvaihdunta on dokumentoitu kattavasti aiemmin. Sen aktiiviset aineenvaihduntareitit sopivat kokeellisiin tietoihin.

Sitten he käyttivät samoja menetelmiä dokumentoidakseen suhteellisen tuntemattomia polkuja Mycoplasma agalactiae , yleinen tartuntalähde vuohilla ja lampailla, joilla on merkittäviä terveydellisiä ja taloudellisia seurauksia karjalle. Huolimatta M. agalactiae ja M. pneumoniae jakavat suuren osan toistensa genomista, niiden aineenvaihdunta kulki olennaisesti eri reittejä, korostamalla metabolisten verkkojen ennustamisen monimutkaisuutta pelkästään genomitietojen perusteella.

"Mikro -organismit ovat aarrearkku uusien sovellusten löytämiselle terveydenhuollolle ja teollisuudelle. Uusien työkalujen saaminen maailmanlaajuisen kuvan saamiseksi mikrobien aineenvaihduntaverkkojen toiminnasta ja suuntautumisesta on avain näiden luonnonvarojen hyödyntämiseen, "sanoo Ariadna Montero Blay, Tohtorikoulutettava Center for Genomic Regulation ja tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja.

"Tuloksemme Mycoplasma agalactiae voi olla suuri vaikutus eläinlääkintäalalla uusien antimikrobisten aineiden luomisessa, jotka perustuvat myrkyllisiin metaboliitteihin tai heikennettyihin rokotuskantoihin keskeisten metabolisten geenien tuhoamisen tai uudelleenmuodostettujen metabolisten virtausten kanssa. "

Tutkimuksen tuloksia voidaan käyttää viimeistelemään uudelleen suunniteltu versio M. pneumoniae jotta sitä voitaisiin jonain päivänä käyttää ihmisten keuhkosairauksien hoitoon, tutkimusryhmän pitkän aikavälin tavoite.

Vaikka tämä on vielä vuosien päässä, voimme käyttää näitä menetelmiä tunnistamaan tärkeät aineenvaihduntareitit ja estämään ne, joka voisi lisätä Mycoplasman käyttöä spesifisyytenä ja tehokkuutena live -pillereinä. Tutkimuksemme korostaa tieteen nerokkaita uusia menetelmiä, jotka vähentävät aikaa ja kustannuksia ja nopeuttavat uusia löytöjä. "

Luis Serrano, ICREA -tutkimusprofessori, CRG:n johtaja ja tutkimuksen viimeinen kirjoittaja

• Teini -ikäisten höyrytystutkimus tunnistaa vatsavaivat ja päihteiden käytön
• Syöpäsoluissa piilevät bakteerit voivat vaikuttaa hoitoon