Výzkumníci z University of California, San Diego ve spolupráci s vědci z celého světa vyvinuli nový vyhledávací nástroj, který pomůže lépe porozumět metabolismu mikroorganismů. Mikroby hrají klíčovou roli v téměř všech biologických a environmentálních systémech, ale omezení současných technik pro studium mikrobiálního metabolismu znemožňují objasnit jejich interakce a aktivity.
Revoluční výzkum, publikovaný 5. února 2024 v časopise „Nature Microbiology“, přímo řeší tyto problémy, které by mohly změnit naše porozumění jak lidskému zdraví, tak životnímu prostředí.
„Těla lidí jsou ekosystémy, ve kterých nás mikroby převyšují, ale víme o produktech jejich metabolismu tak málo,“ řekl Pieter Dorrestein, profesor farmakologie a pediatrie na University of California, San Diego, a profesor na Farmaceutické fakultě téže univerzity.
„Tato technologie nám umožňuje přiřadit mikroby k jejich metabolickým stopám bez předchozích znalostí, což je velký krok vpřed ve schopnosti studovat mikroorganismy a jejich složité vztahy s lidmi a ekosystémy.“
Revoluční nástroj pojmenovaný microbeMASST byl vyvinut vědci z Collaborative Microbial Metabolite Center na University of California, San Diego, iniciativou podporovanou National Institutes of Health. Jeho cílem je vytvořit mezinárodní repozitář dat o mikrobiální metabolomice, který pomůže výzkumníkům studovat komplexní interakce mezi mikroby a člověkem.
Prospěšné mikroby hrají klíčovou roli v lidském zdraví, osidlováním určitých částí těla, jako je kůže, kde nás chrání před vnějšími patogeny, a střeva, kde přispívají k důležitým funkcím, jako je vstřebávání živin a regulace imunitního systému. Poruchy mikrobiálních komunit v našem těle jsou spojeny s širokou škálou nemocí.
„Tento nástroj nám pomůže zkoumat roli mikrobiomu v zdravotních stavech, jako je onemocnění jater, zánětlivé střevní onemocnění, diabetes, ateroskleróza a mnoho dalších,“ dodal Dorrestein.
Mikroby hrají také důležitou roli v environmentálních procesech, jako jsou uhlíkové a dusíkové cykly. Když jsou narušeny mikrobiální komunity zapojené do těchto procesů, ekosystémy se potýkají s obtížemi v cyklickém zpracování živin, což vede k širokému spektru ekologických nerovnováh.
Díky své klíčové roli v životním prostředí a interakcím s většími organismy je mikrobiální metabolismus hnací silou téměř ve všech aspektech biologie. Avšak obrovský metabolický potenciál mikrobiálních komunit je často přehlížen v moderních experimentech, které se obvykle zaměřují pouze na široký pohled na mikrobiální metabolismus.
„Jedním z výzev studia mikrobů na molekulární úrovni je, že je obtížné určit, které mikroby produkují které molekuly, pokud již nevíte, co hledáte,“ řekl Simone Zuffa, první autor publikace a postdoktorandka v týmu Dorresteina.
„Na pomoc při tvorbě nového vyhledávacího nástroje, který naši vědci pojmenovali microbeMASST, vědci z Collaborative Microbial Metabolite Center na University of California, San Diego sestavili přes 100 milionů datových bodů ze 60 000 různých mikrobiálních vzorků nasbíraných vědci z celého světa. Tato databáze byla pečlivě spravována na základě zpětné vazby komunity a katalogizace metadat a zahrnuje mikroby z rostlin, půd, oceánů, jezer, ryb, suchozemských živočichů a lidí.“
Sekvením experimentálního vzorku s touto rozsáhlou knihovnou jednotlivých mikroorganismů dokáže microbeMASST zjistit, které mikroby se nacházejí v daném vzorku.
„Neexistuje žádný existující nástroj, který by toto dokázal, a náš nástroj to dokáže během několika sekund,“ dodal Zuffa.
Díky tomu, že microbeMASST dokáže identifikovat mikroby v vzorku bez předchozích znalostí, mají vědci jistotu, že tato technologie najde uplatnění v různých oblastech biologie, jako je akvakultura, zemědělství, biotechnologie a studium zdravotních stavů spojených s mikroby.
„Očekáváme, že microbeMASST se stane revolučním nástrojem pro výzkumnou komunitu v přírodních vědách,“ řekl Dorrestein. „Navíc se tento nástroj bude dále zlepšovat, jakmile komunita nasbírá víc referenčních dat pro systém.“
Časté otázky:
1. Jaká je role mikroorganismů v lidském zdraví?
Odpověď: Mikroorganismy hrají klíčovou roli v lidském zdraví, například osidlováním kůže a střeva, a mají vliv na důležité funkce jako je vstřebávání živin a regulace imunitního systému.
2. Jaké jsou ekologické důsledky narušení mikrobiálních komunit?
Odpověď: Poruchy mikrobiálních komunit mají široké ekologické následky a vedou k nerovnováhám v cyklech živin v ekosystémech.
3. Jaký je význam studia mikrobiálního metabolismu?
Odpověď: Mikrobiální metabolismus je důležitou hnací silou v biologii a má přímý vliv na mnoho aspektů lidského zdraví a životního prostředí.
The source of the article is from the blog girabetim.com.br