Štúdia mapuje gény nevyhnutné pre metabolickú funkciu dvoch bežných baktérií

Štúdia v Bunkové správy mapuje gény nevyhnutné pre metabolickú funkciu M. agalactiae a M. pneumoniae , dve bežné baktérie, ktoré infikujú hospodárske zvieratá a ľudí.

Mapa M. agalactiae odhaľuje nové poznatky, ktoré odomykajú cesty k výskumu nových vakcín a antimikrobiálnych látok pre veterinárne aplikácie.

Výsledky je možné použiť aj na doladenie prepracovanej verzie M. pneumoniae aby mohla v budúcnosti liečiť ľudské pľúcne choroby.

Nové metódy použité v štúdii sú užitočným nástrojom pre ostatných vedcov na rýchle vyhodnotenie aktívneho metabolizmu mikroorganizmov, zvýšenie šancí nájsť nové aplikácie pomocou mikróbov.

Baktérie sú univerzálne živé organizmy, ktoré môžu kolonizovať obrovské množstvo prostredí, hostitelia, alebo tkanivá v hostiteľovi. Veľká časť tohto úspechu je vďaka ich metabolickej plasticite, ktorý bol formovaný evolúciou počas miliónov rokov.

Mikrobiálne metabolické cesty je možné využiť v priemyselných aplikáciách, ako je použitie baktérií na farbenie džínsov s ich indigovým odtieňom. Čoraz dôležitejšie je to aj v zdravotníctve, s predchádzajúcimi štúdiami spájajúcimi metabolizmus mikrobiómov so schopnosťou ľudského tela absorbovať terapeutické lieky.

Súčasné prístupy k mapovaniu mikrobiálnych metabolických ciest sú drahé, únavné a časovo náročné, bráni vývoju nových aplikácií, akými sú vakcíny alebo antimikrobiálne látky. Na vybudovanie presnej mapy všetkých chemických reakcií, ktoré prebiehajú v konkrétnom kmeni baktérií, bez slepých uličiek alebo zbytočných slučiek sú potrebné nové nástroje.

V štúdii, ktorá bola dnes uverejnená v časopise Bunkové správy , Vedci z Centra pre genómovú reguláciu v Barcelone opisujú novú metódu určovania aktívnych metabolických dráh u mikróbov pomocou špičkových techník z genomiky a proteomiky.

Vedci najskôr otestovali svoje metódy zmapovaním metabolických ciest Mycoplasma pneumoniae , baktéria s malým genómom, ktorá bežne spôsobuje mierne infekcie dýchacieho systému, a ktorého metabolizmus bol v minulosti komplexne zdokumentovaný. Jeho aktívne metabolické cesty súhlasili s experimentálnymi údajmi.

Potom rovnakými metódami zdokumentovali relatívne neznáme cesty Mycoplasma agalactiae , spoločný zdroj infekcií kôz a oviec s významným zdravotným a ekonomickým dôsledkom pre hospodárske zvieratá. Napriek M. agalactiae a M. pneumoniae zdieľanie veľkej časti svojho genómu, ich metabolizmus prešiel podstatne odlišnými cestami, zdôraznenie zložitosti predpovedania metabolických sietí iba na základe genómových informácií.

"Mikroorganizmy sú pokladnicou pri hľadaní nových aplikácií pre zdravotníctvo a priemysel. Mať nové nástroje na zachytenie globálneho obrazu o aktivite a smernosti mikrobiálnych metabolických sietí je kľúčom k tomu, ako čo najlepšie využiť tieto prírodné zdroje," “hovorí Ariadna Montero Blay, Doktorand v Centre pre genómovú reguláciu a prvý autor štúdie.

„Naše zistenia pre Mycoplasma agalactiae by mohlo mať veľký vplyv vo veterinárnej oblasti pri vytváraní nových antimikrobiálnych látok založených na toxických metabolitoch alebo oslabených vakcinačných kmeňoch s potlačením základných metabolických génov alebo s upravenými metabolickými tokmi. "

Výsledky štúdie je možné použiť na doladenie upravenej verzie M. pneumoniae aby sa jedného dňa mohol použiť na liečbu ľudských pľúcnych chorôb, dlhodobý cieľ výskumnej skupiny.

Aj keď je to ešte roky ďaleko, tieto metódy môžeme použiť na identifikáciu dôležitých metabolických ciest a ich blokovanie, čo by mohlo zvýšiť špecifickosť a účinnosť používania Mycoplasmy ako živej pilulky. Naša štúdia zdôrazňuje nové geniálne metódy vo vede, ktoré znižujú čas a náklady a urýchľujú nové objavy. "

Luis Serrano, Profesor výskumu ICREA, Riaditeľ CRG a posledný autor štúdie

• Štúdia Teen Vaping identifikuje problémy so žalúdkom a históriu zneužívania návykových látok
• Baktérie číhajúce v rakovinotvorných bunkách môžu ovplyvniť liečbu