Исследователи обнаружили человеческий микробиом – накопление микроорганизмов, живущих в, и на наших телах – содержит более чем 3 000 групп бактериальных генов с проектами строительства клеточных фабрик, делающих подобные лекарственному средству молекулы. В исследовании, изданном в Клетке, они показывают, как один кластер генов от бактерий, живущих в кодексах влагалища для ферментов, способных к созданию антибиотика, названного lactocillin.Традиционное представление того, как антибиотики появляются, является фармацевтическими фирмами, развивают их, федеральные власти одобряют их, врачи предписывают им, и затем мы берем их, чтобы преодолеть вирусы, которыми они разработаны, чтобы заняться.
Но это новое исследование показывает удивительный альтернативный сценарий: бактерии в и на наших телах уже заняты, создавая крошечные фабрики, делающие антибиотики столь сильными и способными к планированию для определенных инфекционных агентов как те сделанный фармацевтическими компаниями.Микробиом не случаен, но одновременно эволюционировал с хозяевами
Одно из самых замечательных биологических открытий последнего времени является человеческим микробиомом, триллионами микроорганизмов, живущих в и на человеческом теле. Поскольку они продолжают исследовать и лучше понимать его, ученые сообразили человеческий микробиом, не случайно и играет роль во многих основных жизненных процессах.
В то время как исследователи давно знали о бактериях, живых в и на человеческом теле, традиционная микробиология, как правило, сосредотачивалась на отдельных разновидностях и рассматривала их как изолированные, culturable единицы. Но недавние успехи в технологиях как упорядочивание ДНК показали различную картину – что виды микроорганизмов живут как сообщества, развившие интимно с их хозяевами более чем миллионы лет.Наши бактерии вовлечены в широкий спектр метаболических и развивающихся процессов от продовольственного переваривания до синтеза витамина.
Недавно, ученые даже предположили, что микробиом пищеварительного тракта может предложить подсказки об аутизме.Человеческий микробиом может быть богатым источником естественных препаратов
Теперь в этом последнем исследовании, исследователи предполагают, что человеческий микробиом может быть богатым источником естественных препаратов для защиты здоровья.Lactocillin тесно связан с антибиотиками, которые уже проверяют фармацевтические компании. Это убивает несколько бактерий, заражающих влагалище при оставлении безопасных микроорганизмов интактными.
Ведущий автор Михаэль Фишбах, доцент биоинженерии в Школе Аптеки в Калифорнийском университете Сан-Франциско, говорит, в то время как ученые обнаружили, что болезнь, кажется, возникает, когда разнообразие разновидностей микробиома и изобилие отличаются от нормального диапазона, идентификация молекул, управляющих взаимодействиями между бактериями и клетками – хозяевами, отстала, и до сих пор мы только знаем о ряде они.В некотором смысле, не должно быть удивительно, что наши микробиомы делают препараты.
Профессор Фишбах, специализирующийся на обнаружении интересных молекул, сделанных микроорганизмами, говорит приблизительно одну треть всех препаратов, которые мы используем, прибывают из микроорганизмов и заводов. Они включают антибиотики как пенициллин, много препаратов химиотерапии и препаратов для понижения холестерина.В их исследовании он и его коллеги очистили и решили структуру lactocillin, антибиотический состав, производящийся общей бактериальной разновидностью, Молочнокислая бактерия gasseri, нашел в микробных колониях во влагалище.
Lactocillin тесно связан с антибиотиками, которые уже проверяют фармацевтические компании. Это убивает несколько бактерий, заражающих влагалище при оставлении безопасных микроорганизмов интактными.Будущие исследования должны исследовать изменения молекулярного уровня в микробиоме
В их исследовании команда использовала алгоритм, который они развили, назвал ClusterFinder, чтобы идентифицировать группы бактериальных генов, включенных скоординированным способом вести производство молекул, которые биологически активны у людей.Когда они использовали его, чтобы систематически проанализировать геномы от разновидностей микробиома и данных по активности гена от человеческих образцов, они идентифицировали 3 118 различных групп бактериальных генов, найденных в различных частях человеческого тела.Кластеры генов, которые они идентифицировали, кодируют ферменты, производящие подобные лекарственному средству молекулы, вписывающиеся в известные классы препаратов, произведенных фармацевтическими фирмами.
Они также нашли, что уровень анализа, используемого, чтобы идентифицировать бактерии в пределах человеческих микробиомов, не детализирован достаточно, чтобы показать специфично, какие молекулы сделаны который бактерии. Различные разновидности делают различные молекулы, и даже напрягается в пределах каждой разновидности, отличаются по молекулам, которые они производят, говорит профессор Фишбах, объясняющий:«Мы должны изучить то, что эти молекулы и что они делают.
Это могло представить бассейн молекул со многими дразнящими кандидатами на медикаментозное лечение. Это было ясно в течение нескольких лет, что изменения и изменения в человеческом микробиоме имеют интересные эффекты на человеческого хозяина, и теперь мы можем начать определять, почему это верно на молекулярном уровне».