Studie kartlegger gener som er viktige for metabolsk funksjon av to vanlige bakterier

En studie i Cellerapporter kartlegger gener som er viktige for den metabolske funksjonen til M. agalactiae og M. pneumoniae , to vanlige bakterier som infiserer henholdsvis husdyr og mennesker.

Kartet over M. agalactiae avslører ny innsikt som låser opp ruter for å utforske nye vaksiner og antimikrobielle midler for veterinære applikasjoner.

Resultatene kan også brukes til å finjustere en omkonstruert versjon av M. pneumoniae slik at det kan behandle menneskelige lungesykdommer i fremtiden.

De nye metodene som ble brukt i studien er et nyttig verktøy for andre forskere for raskt å evaluere en mikroorganismes aktive metabolisme, øke sjansene for å finne nye applikasjoner ved hjelp av mikrober.

Bakterier er allsidige levende organismer som kan kolonisere et stort utvalg av miljøer, verter, eller vev i en vert. Mye av denne suksessen er takket være deres metabolske plastisitet, som har blitt formet av evolusjon over millioner av år.

Mikrobielle metabolske veier kan utnyttes for industrielle applikasjoner, for eksempel å bruke bakterier til å farge jeans med sin varemerke indigo fargetone. Det blir også stadig viktigere i helsevesenet, med tidligere studier som koblet mikrobiometabolisme med menneskekroppens evne til å absorbere terapeutiske legemidler.

Dagens tilnærminger til å kartlegge mikrobielle metabolske veier er dyre, kjedelig og tidkrevende, hindre utviklingen av nye applikasjoner som vaksiner eller antimikrobielle stoffer. Nye verktøy er nødvendig for å bygge et nøyaktig kart over alle de kjemiske reaksjonene som finner sted i en bestemt bakteriestamme uten blindgater eller meningsløse sløyfer.

I en studie publisert i dag i tidsskriftet Cellerapporter , forskere ved Center for Genomic Regulation i Barcelona beskriver en ny metode for å bestemme aktive metabolske veier i mikrober ved å bruke banebrytende teknikker fra genomikk og proteomikk.

Forskerne testet først metodene sine ved å kartlegge de metabolske veiene til Mycoplasma pneumoniae , en bakterie med et lite genom som vanligvis forårsaker milde infeksjoner i luftveiene, og hvis metabolisme har blitt omfattende dokumentert tidligere. Dens aktive metabolske veier stemte overens med eksperimentelle data.

De brukte deretter de samme metodene for å dokumentere de relativt ukjente veiene til Mycoplasma agalactiae , en vanlig kilde til infeksjoner hos geiter og sauer med betydelige helse- og økonomiske konsekvenser for husdyr. På tross av M. agalactiae og M. pneumoniae deler mye av hverandres genom, deres metabolisme tok vesentlig forskjellige veier, fremhever kompleksiteten ved å forutsi metabolske nettverk basert på genomisk informasjon alene.

"Mikroorganismer er en skattekiste for å finne nye applikasjoner for helse og industri. Å ha nye verktøy for å fange et globalt bilde av aktiviteten og retningen til mikrobielle metabolske nettverk er nøkkelen til å få mest mulig ut av disse naturressursene, "sier Ariadna Montero Blay, PhD student ved Center for Genomic Regulation og første forfatter av studien.

"Våre funn for Mycoplasma agalactiae kan ha stor innvirkning på veterinærområdet i generasjonen av nye antimikrobielle midler basert på toksiske metabolitter eller dempede vaksinasjonsstammer med nedbrytning av viktige metabolske gener eller omkonstruerte metabolske fluks. "

Resultatene av studien kan brukes til å finjustere en omkonstruert versjon av M. pneumoniae slik at det en dag kan brukes til å behandle humane lungesykdommer, et langsiktig mål for forskningsgruppen.

Selv om dette fortsatt er mange år unna, vi kan bruke disse metodene til å identifisere viktige metabolske ruter og blokkere dem, noe som kan øke spesifisiteten og effektiviteten ved å bruke Mycoplasma som en levende pille. Studien vår fremhever de geniale nye metodene innen vitenskap som reduserer tid og kostnader og akselererer nye funn. "

Luis Serrano, ICREA forskningsprofessor, Direktør for CRG og siste forfatter av studien

• Teen vaping studie identifiserer mageproblemer og historie med rusmisbruk
• Bakterier som lurer i kreftceller kan påvirke behandlingen