Ihmiskehossa ja sen päällä elää biljoonia bakteereja. Ihmisillä olevilla suolistobakteereilla on ainutlaatuinen rooli sekä terveydessä että sairauksissa. Ne parantavat immuniteettia kahden viikon aikana syntymän jälkeen, ne estävät patogeenisten bakteerilajien hyökkäyksen ja lisääntymisen ja ylläpitävät suoliston epiteelin eheyttä, muun muassa.
Mahdollinen patogeeni, jota esiintyy yleisesti ihmisen suolistossa, on bakteeri Escherichia coli ( E. coli ).
Escherichia coli -bakteeri, E. coli, gramnegatiiviset sauvan muotoiset bakteerit, osa suoliston normaalia kasvistoa ja ripulin ja tulehduksen aiheuttaja, 3D -kuva:Kateryna Kon / Shutterstock Syöpäsolut kehittyvät DNA:n spesifisten mutaatioiden vuoksi, jotka aiheuttavat hillitöntä lisääntymistä ja kypsien ominaisuuksien menettämistä, monessa tapauksessa, lopulta kasvaimen kasvua. Mutaatiot johtuvat usein altistumisesta ultraviolettivalolle tai tupakoinnista. Toistuva altistuminen lisää haitallisten mutaatioiden kertymisen mahdollisuutta soluun, aiheuttaa syöpämuutoksia.
Kaavamainen esitys bakteerien injektiosta organoidin onteloon, ja fluoresoiva mikroskooppikuva tällaisesta organoidista. Ihmisen suoliston organoidi (vihreä) täynnä merkittyjä bakteereja (sininen). Kuva:Cayetano Pleguezuelos-Manzano, Jens Puschhof, Axel Rosendahl Huber, © Hubrecht -instituutti Tiedetään, että kaikki DNA -vauriotyypit aiheuttavat näkyvän DNA -vaurion kuvion, jota kutsutaan mutaation allekirjoitukseksi tai jalanjäljeksi. Monet tällaiset jalanjäljet ovat jo tiedossa, jotka kirjaavat aineiden, kuten ultraviolettialtistuksen tai tupakoinnin, vaikutuksen. Täten, altistumishistoria voidaan usein tietää katsomalla mutaatiojalanjälkeä. Kuitenkin, suolistobakteerien mutageeniset vaikutukset olivat tuntemattomia viime aikoihin asti.
Kuten tutkija Ruben van Boxtel selittää, "Näillä allekirjoituksilla voi olla suuri arvo syövän syiden määrittämisessä ja ne voivat jopa ohjata hoitostrategioita. Voimme tunnistaa tällaiset mutaatiojalanjäljet useissa syövän muodoissa, myös lasten syöpään. Tällä kertaa mietimme, jättävätkö genotoksiset bakteerit myös ainutlaatuisen tunnusmerkinsä DNA:han. ”
Kuva kolibaktiinin sitoutumisesta tiettyyn DNA -sekvenssiin. Kuvaluotto:DEMCON | nymus3D, © Hubrecht -instituutti Nykyisessä tutkimuksessa tutkijat tarkastelivat suoliston organoideja, jotka ovat pieniä suolistokudoksen massoja, joita kasvatetaan minieliminä laboratoriossa, testata, onko tietty kanta E. coli aiheuttaa DNA -mutaatioita. Tämä kanta löytyy viidenneksestä kaikista aikuisista.
Tutkijat viljelivät suoliston organoideja, jotka sitten altistettiin viiden kuukauden ajan tälle kannalle E. coli , joka tuottaa genotoksiinia, kemikaali, joka vahingoittaa ihmisen DNA:ta. Kyseistä kemikaalia kutsutaan kolibaktiiniksi. Tämän toksiinin geeniä muuttavat vaikutukset tarkoittavat, että se voi vahingoittaa ihmisiä aiheuttaen mutaatioita.
5 kuukauden altistuksen jälkeen organoidisolut uutettiin DNA:lla, ja sellainen, sekä bakteerien läsnäolosta johtuvien mutaatioiden määrä, analysoitiin.
Tutkijat havaitsivat, että organoidisoluissa tapahtuneille mutaatioille oli todellakin ainutlaatuinen malli. Toisin sanoen, testattu E. coli -kanta aiheutti erottuvan mutaatiokuvion ihmisen soluissa.
”Muistan jännityksen, kun ensimmäiset allekirjoitukset ilmestyivät tietokoneen näytölle, ”, Sanoo Axel Rosendahl Huber. "Olimme toivoneet jonkinlaista merkkiä allekirjoituksesta, jota voisimme seurata muissa kokeissa, mutta mallit olivat silmiinpistävämpiä kuin mikään aiemmin analysoimamme allekirjoitus. ”
Allekirjoitus koostui kahdesta mutaatiosta, jotka tapahtuivat yhdessä, yksi on adeniiniemäksen (A) vaihtaminen johonkin muusta neljästä DNA -emäksestä, ja toinen yksittäisen A:n menetys pitkissä polyA -venytyksissä. DNA -kierukan toisella juosteella oli myös toinen ylimääräinen A, sijaitsee 3-4 emäksen etäisyydellä mutaatiokohdasta.
Viimeisessä vaiheessa, ryhmä alkoi tutkia tapaa, jolla kolibaktiini aiheutti DNA -vaurioita. He saivat selville sen molekyylirakenteen ja miten tämä vaikutti DNA:han. Tärkein havainto oli, että kolibaktiini voi sitoa kaksi A:ta samanaikaisesti, aiheuttaen niiden välille ristisidoksen. Tämä voisi, heidän mielestään, selitä, miksi kolibaktiini aiheutti sen ainutlaatuisen mutaatiokuvion.
Seuraava askel oli jäljittää tämä allekirjoitus muihin soluihin, nimittäin, syöpäpotilaiden solut. Lisäksi, tutkijat eivät säästäneet tästä. He tutkivat tuhansia mutaatioita yli 5:ssä, 000 syöpää, monenlaisia.
Yksi jännittävä havainto erottui:yli 5% suolistosyövistä osoitti tämän jalanjäljen, mutta sitä esiintyi alle sadassa muussa syöpä -DNA:ssa. Näiden joukossa kudoksen tiedettiin altistuvan samalle bakteerille - kuten suun tai virtsarakon syöpään.
Uhkaavasti, tämä ilmaisumalli löytyi myös paksusuolen syöpäpotilaiden DNA:sta, joka voi hyvin osoittaa yhteyden bakteerien ja taudin välillä. Jens Puschhof sanoo:"Tiedetään, että E. coli voi tartuttaa nämä elimet, ja haluamme tutkia, voiko sen genotoksisuus vaikuttaa muihin elimiin paksusuolen ulkopuolella. ”
Tämä tutkimus on ensimmäinen kerta, kun ihmisen mikrobiomin ja syöpien kehittymistä aiheuttavien mutaatioiden välillä on löydetty suora yhteys.
Pelottavaa on se, Hubrecht -instituutin Hans Cleverin sanoin, joka suoritti tutkimuksen, "Tällä hetkellä markkinoilla on probiootteja, jotka sisältävät genotoksisia E. coli -kantoja. Joitakin näistä probiooteista käytetään myös kliinisissä tutkimuksissa. Nämä E. coli -kannat on arvioitava kriittisesti uudelleen laboratoriossa. ”
Hän selittää, että huolimatta lyhytaikaisesta helpotuksesta tietyille tuskallisille tiloille, kuten fibromyalgia tai ärtyvän suolen oireyhtymä, kun sitä käytetään lyhyen aikaa, ne voivat aiheuttaa syöpää vuosikymmenten jälkeen.
Tämän mutaation allekirjoituksen löytäminen voisi auttaa potilaita seulomaan mahdollisuuksiaan kehittää kasvain, tämän genotoksisen kannan läsnäolon perusteella. On arvioitu, että sitä esiintyy jopa viidenneksellä terveistä yksilöistä. On jopa mahdollista, että käyttämällä oikeita antibiootteja, nämä bakteerit voidaan hävittää, ja kasvaimen kehittymisen mahdollisuudet vähenevät merkittävästi. Tai ainakin, se voi auttaa havaitsemaan nämä kasvaimet hyvin varhaisessa vaiheessa.
Ampiaisten suoliston mikrobit auttavat voittamaan torjunta -aineet
COVID-19-rajoitukset ovat johtaneet norovirusinfektioiden 86 prosentin vähenemiseen Yhdysvalloissa,
LABVOLUTIONin tieteellinen symposium keskittyy biotieteiden avainkysymyksiin
Tutkijat tunnistavat bakteerin, jolla on anti-SARS-CoV-2-aktiivisuus in vitro:Dolosigranulum pigrum
Immunoterapiaa saavien potilaiden tulisi kuluttaa enemmän kuituja,
Uusi laskennallinen mallinnusmenetelmä ennustaa, kuinka suoliston mikrobit muuttuvat ajan myötä
Fyysisen ja geneettisen kartan luominen Cannabis sativasta
The Kannabis sativa kasveja käytetään yleisesti erilaisiin lääkkeisiin, maatalous, teollisiin ja virkistyskäyttöön ympäri maailmaa. Laajasta käytöstä huolimatta on vain vähän geneettistä tietoa, jok
Suolistobakteerit liittyvät vahvempiin lihaksiin vanhuksilla
Rohkea uusi tutkimus viittaa siihen, että iäkkäiden aikuisten lihasvoima voi olla suurempi osittain, mekanismit, joihin liittyy suolistobakteereja. Suolistobakteerit liittyvät lihasmassaan ja fyysis
Kuinka massaseulonta on auttanut tunnistamaan enemmän keliakiatapauksia lapsilla
Italiassa uusi kouluikäisten lasten seulontaohjelma osoitti, että keliakian yleisyys on lähes kaksinkertaistunut viimeisten 25 vuoden aikana. Keliakian infografia. Kuva:ESPGHAN Keliaki