Hvordan Human Microbiome Project Works

{h1}

Human microbiome project søger at identificere hele vores mikrobielle landskab. Lær mere om human microbiome project.

Fra staph infektioner til lungebetændelse, strep hals til urinvejsinfektioner, kan vi ikke hjælpe, men føler, at bakterier omkring os er fremmede invaderere, der er designet til at gøre ondt, kviste eller dræbe os. Og hvis kæmbekæmpelse er blevet officielt erklæret, må vi ikke gøre noget for at ødelægge vores bakteriefolier og skabe en verden af ​​steril fred gennem Purell.

Bare et problem. Vi er de mikrober, vi kæmper for.

Vores microbiome - samlingen af ​​mikrober og deres genetiske materiale, der lever i og på kroppen - er pakket så fuld af bakterier, vira og endog svampe, at vores menneskelige celler udgør kun 10 procent af cellerne i vores krop [kilde: Yang]. Hvis du gispede for at lære det Escherichia coli Stammer lever på din køkkenbord, du bliver virkelig ked af det, når du indser, at de også lykkeligt bor i din tarm. Hvis du føler dig slem over de levende kulturer af Lactobacillus i din yoghurt vil du sandsynligvis være utilfreds med at vide, at der er en blomstrende befolkning, der koloniserer din vagina (eller den af ​​nogen nær og kære til dig).

Men selv med den enorme massefylde og betydning af vores mikrobiom, ved vi virkelig lidt om det. Mens vi er klar over, at noget som en overflod af bakterierne Clostridium difficile i tarmen kan forårsage fatale helbredsproblemer, er vi ikke sikre på, hvad en sund tarm ser ud. Derfor forsøger forskere ikke bare at bestemme, hvordan vores mikrobielle venner kan hjælpe eller skade os, men også at etablere en basislinje for en normal mikrobiom. Meget som Human Genome Project, der kortlægger hele menneske gener, søger Human Microbiome Project at identificere hele vores mikrobielle landskab.

Og disse mikrober er ikke bare hangers-on. Vi er vært for flere bakterier end vores eget kød, blod, muskel - du hedder det. Selvfølgelig er de mikrobielle celler faktisk en tiendedel til en hundrededel af størrelsen af ​​en menneskelig celle, så det er ikke som om vi bærer meget ekstra vægt... højre [kilde: Kolata]? Nej, vi skinner alle omkring et betydeligt 2 til 5 pund (0,9 til 2,3 kg) bakterier på selv den skæmmeste (eller reneste?) Bod. (The Hollywood Antibacterial Diet er sikkert på vej.)

Så saml dine bakterier, dine svampe, din arkæa og protozoer ved ilden for at lære om, hvordan Human Microbiome Project fungerer.

Lære at kende din mikrobiom

De fleste mennesker betaler ikke meget opmærksomhed på vira, før de er syge, men mange forskellige vira er en integreret del af dit personlige mikrobielle samfund.

De fleste mennesker betaler ikke meget opmærksomhed på vira, før de er syge, men mange forskellige vira er en integreret del af dit personlige mikrobielle samfund.

Før vi hopper ind i Human Microbiome Project, lad os se på, hvad disse forskere studerer. Microbe er et af de ord, vi hører og blithely hopper over og tror, ​​det er bare et catchall for noget lille og vagt bakterie. Som det viser sig, er det nøjagtigt.

Mens bakterier helt sikkert udgør en stor del af vores mikrobiom, udgør nogle andre mindre kendte mikrober også vores mikrobielle parti. Tage archaea, som er så ligner bakterier, at forskere i lang tid antog at de var bakterier. Ikke så. De har faktisk forskellige aminosyrer og sukkerarter og en anden genetisk struktur. Når man først har tænkt sig at opholde sig i ekstreme miljøer, er archaea blevet fundet i mennesker, der har mundtlige, intestinale og vaginale slimhinder.

Så har du protozoer, som vi undertiden kalder "bakterier", fordi nogle typer kan forårsage dysenteri eller malaria, men de er lidt større end bakterier. Og lad os ikke glemme svamp blandt os, som kan dække hud uden meget konsekvens - eller gå ind i infektionsområde. Vira er også en del af vores mikrobiom, men tror ikke, de er bare idle venter på beskidte hænder for at give dig en forkølelse.

Faktisk er vores mikrober i vid udstrækning ikke dovne houseguests hitching en tur på vores krop. De kunne være mere passende sammenlignet med det velforvaltede personale på en fabelagtig ejendom. For eksempel er en af ​​de mere vigtige funktioner af vira i mikrobiomet at inficere bakterier, ændre enten, hvordan bakterierne arbejder eller hvor meget der er. Så det er nyttigt at tænke på vira som at arbejde med (eller mod) bakteriefunktion i vores krop [kilde: Williams].

Når du lider af en forkølelse og railing mod bakterier, husk at uden mikrober ikke kunne du spise eller trække vejret. Selvom det ikke er på kroppen, producerer fotosyntetiske bakterier i vand halvdelen af ​​vores ilt [kilde: University of Utah]. Mikrober pakker vores system for at hjælpe fordøjelsen og syntetisere vitaminer, og du kan være begejstret for at rapportere på din næste middagsfest, at halvdelen af ​​din skammel er ikke rester mad, men mikrobiell biomasse, der hurtigt genopfyldes i din tarm [kilde: Kolata]. De gode afværger infektionen eller sygdomsfremkaldende mikrober og styrker vores immunforsvar, og - som vi lærer høflighed af Human Microbiome Project - gør en hel del meget mere.

Projektet: Swabbing Hundredvis af mennesker

Så nu hvor vi ved, hvad vi studerer, lad os hoppe ind i Human Microbiome Project selv. Finansieret gennem US National Institutes of Health blev den første fase skilt for en femårsplan og inkluderet at få prøver fra den humane mikrobiom og udvikle et referencesæt af mikrobielle genomsekvenser (målet var 3.000 sekvenser). Anden fase (2013-2015) indebærer udvikling af en slags katalog over mikrobiomet datasæt til at hjælpe det videnskabelige samfunds forskning og studere sygdom og sundhed. De har også den bredere udfordrende opgave at undersøge sammenhængen mellem en persons mikrobielle samfund og forskellige sygdomme og tilstande.

Hvorfor er det ikke blevet gjort tidligere? Teknologien eksisterede ikke. Der var ikke rigtig en måde for forskere at studere mikrobiøse beboere, fordi de ikke kunne dyrkes eller isoleres i en laboratorieindstilling. Men med forskud på DNA-sekventering og teknologi kunne forskere nu isolere genetisk materiale fra mikrobielle samfund uden at skulle dyrke dem [kilde: NIH]. Og så begyndte projektet i 2007 med et budget på 170 millioner dollars og en ret simpel opgave: Tag prøver fra et stort antal sunde mennesker for at bestemme en basislinje eller ramme for, hvad en menneskelig mikrobiom indebærer.

Første fase startede med rekruttering af frivillige, der blev betragtet som "sunde". Det var ikke let: 600 forsøgspersoner mellem 18 og 40 blev indbragt, men efter rigorøse undersøgelser (for ting som hulrums- og gærinfektioner samt overordnet helbred) blev mere end halvdelen afvist. To hundrede og førtredive emner fra Houston, Texas og St. Louis, Mo., opfyldte til sidst kriterierne, og de heldige blev swabbed flere steder flere gange og derefter fået deres biom sekvenseret af mere end 200 forskere på 80 forskellige institutioner [kilde: Kolata].

Hver mand blev udtaget på 15 steder og hver kvinde i 18 år (for at regne for vaginaens mikrobielle miljø), hver op til tre gange over to år. Prøverne omfattede områder i tarmen (taget fra afføringen), næse og flere steder i munden og på huden.

I løbet af undersøgelsen blev der opnået mere end 11.000 prøver, og forskere var i stand til at sekvensere en del af RNA-materialet for at identificere mikroberne samt bestemme befolkningens størrelse [kilde: Baylor College of Medicine]. Hidtil gik 800 af prøverne igennem en hel genomsekvens [kilde: Baylor College of Medicine]. Projektet har genereret en kæmpestor 3,5 billioner bytes data, hvilket er tusind gange mere end Human Genome Project [kilde: Baylor College of Medicine].

National Institutes of Health Common Fund-finansiering blev brugt i 2013, men projektet begyndte at finansiere sig gennem 16 deltagende NIH-institutter [kilde: Mole]. Forskere etablerer stadig strengere prøveudtagningsprotokoller og forsøger at finde en base af teknisk support og ressourcer.

uBiome

Ønsker du at være på fornavn med befolkningen i din mikrobiom? For $ 89 vil uBiome fortælle dig, hvilke mikrober der er i din personlige mikrobiom, og fortælle dig, hvad vi indtil nu har kendskab til de bakterier, der kalder dig hjem. Du kan også sammenligne dine data (anonymt) med andre. Besøg uBiome.com for at lære mere.

Resultaterne (også du kan lære meget af dine mikrober)

Med de trillioner og trillioner bytes data, som Human Microbiome Project har genereret, kan du satse på, at resultater ikke er svært at komme med. En af de første - og mere chokerende - opdagelser var, at der på grundlag af det genetiske indhold af prøverne kunne være næsten 8 millioner unikke mikrobielle gener på tværs af kroppens voksne undersøgelser. Det er hundreder gange mere end det menneskelige genom bidrager til kroppen [kilde: Yang]. De fandt også, at selv disse sunde mennesker havde mikrober, der kunne forårsage problemer i et svækket immunsystem, men syntes gerne at hænge ut harmløst i de fleste tilfælde. Det betyder at bakterier som Staph og E coli er til stede hos normale mennesker, men udgør ikke nødvendigvis en infektion.

Endnu køligere: Ingen mikrobe var til stede i enhver person, hvilket også synes at indebære, at der ikke er nogen "normal" mikrobiom. De fandt også, at mikrober var mest ens på samme sted af forskellige fag. (Det betyder at mellem to mennesker var de mikrobielle samfund på huden f.eks. Mere ens end de mikrobielle samfund på forskellige steder på en person.) Men forskellige bakterier kan udføre samme funktion på tværs af forskellige individer: Mens to mennesker kan fordøje kulhydrater lige så godt, kan det være to forskellige bakteriearter, der gør jobbet i hver person [kilde: Baylor College of Medicine].

At studere den menneskelige mikrobiom (og ved hjælp af projektets data) har allerede ført til nogle fascinerende resultater. En undersøgelse fra 2012 viste, at vaginalmikrobiomet ændres signifikant under graviditeten. Lactobacillus johnsonii er en bakteriearter normalt fundet i tarmen for at hjælpe med at fordøje mælk, men det blomstrer i vagina, når en kvinde forventer. Forskere antager, at en baby, der kommer gennem vaginalkanalen - og møder mikrober for første gang - kan bruge disse mikrober til at hjælpe med at fordøje modermælk fra get-go [kilde: Zimmer]. Der har også været en hypotese om, at en vaginal fødsel, der umiddelbart udsætter babyen for tarm-, vaginale og hudmikrober, kan vise sig at være mere ideel til et barns immunsystem end en steril cesareanafdeling. En undersøgelse i Puerto Rico er at undersøge, om swabende C-sektionsbørn med vaginale sekretioner umiddelbart efter fødslen kan bidrage til en hårdførende bakteriekoloni [kilde: Gitig].

Og lad os ikke glemme at studere bakterier forhåbentlig vil føre til en bedre forståelse af antibiotika og bakteriel resistens. Det er ikke længere levedygtigt at antage, at "gode" bakterier automatisk vil genopbygge efter "skråstreg og forbrænding", der finder sted, når et antibiotikum introduceres. Forskere tænker på mikrobielle miljøer, der kræver omhyggelig beskæring og fremme. I stedet for at give antibiotika til at dræbe staph, kan et alternativ være en creme, som gode bakterier kan føle på for at hjælpe med at vælte staph-indtrengerne [kilde: Zimmer].

For at lære meget mere om de mikrobielle venner, der hænger ud rentefrie på din person, så tjek den næste side for meget mere information.

Flere mikrobielle resultater

Der har været en hel del mikrobielle fund i de sidste par år, takket være dels til Human Microbiome Project. Den ene var indførelsen af ​​fækale transplantater til behandling C. difficile-inficerede patienter; forskere håber nu, at en bestemt type bakterier kan administreres i stedet [kilde: Gitig]. Forskere har også opdaget, at en vis bakteriestamme er forhøjet hos patienter med parodontitis, hvilket gør det muligt for os at få en bedre forståelse af oral sundhed [kilde: NIH]. Forskere studerer også hvorfor, når gut-bakterier fra overvægtige mus overføres til deres skinnier modstykker, bliver de tyndere mus vigtige. Undersøgelser viser nu, at mikrobiomet fra de plumper mus kan ændre, hvordan kroppen bruger sukker til energi og fedtopbevaring [kilde: Zimmer].

Forfatterens Note: Hvordan Human Microbiome Project Works

Det er svært ikke at blive fascineret af det faktum, at vores kroppe ikke er vores, men kræver et udførligt system af levende væsner for at hjælpe os med at komme igennem dagen. Husk at mikrober kan leve lykkeligt uden os, men vi ville være døde uden mikrober kunne give os mulighed for at pleje og beskytte det system, der plejer og beskytter os.


Video Supplement: How Bacteria Rule Over Your Body – The Microbiome.




DA.WordsSideKick.com
All Rights Reserved!
Reproduktion Af Materialer Tilladt Kun Prostanovkoy Aktivt Link Til Webstedet DA.WordsSideKick.com

© 2005–2019 DA.WordsSideKick.com