Kedves mikroba

Share Tweet Pin it

Mivel az idő Pasteur jól ismert, hogy az emberi gyomor-bél traktus, lényegében a bioreaktor áramlási típus, amelyben egy több mikroorganizmusok élnek. A tudósok hozzáállása a bél mikroflórához ez idő alatt radikálisan megváltozott. Száz évvel ezelőtt, a nagy Ilya Mechnikov, az alapító a modern elmélet immunitás létrehozására, amely megkapta a Nobel-díjat (két fő részére, az ő kérlelhetetlen ellenfele, nem kevesebb, mint a nagy Paul Ehrlich), még akkor is javasolt az eltávolítása a vastagbél, mert így az élet meghosszabbítására. És azok, akiknek ez az intézkedés tűnt túl radikális, ajánlott igyon sok joghurt, hogy kiszorítsa a káros, az ő véleménye, mikrobák jótékony lactobacillus. Fél évszázadban a tanfolyam 180 fokkal változott. Kiderült, hogy a normál bélflóra, valamint a bőr és a nyálkahártyák, a számos hasznos funkciók - például elnyomják életfunkciók a test folyamatosan támadják kórokozók. És az elmúlt években, a legmerészebb mikrobiológusok mentek tovább nyilvánító személy és szimbiotikus mikrobák egyetlen szuperorganizmusnak.

A molekuláris biológiai módszerek kifejlesztése a tudósok számára új szintet értett az ember szimbiózisának folyamatairól és a mikroflórájáról, amely jól tanulmányozottnak tűnt, és amelynek vizsgálatából nem számoltak különös meglepetésekkel. A DNS-szekvenálási módszerek (nukleotidszekvencia meghatározása) sebességének és költségének gyors növekedése és a személyi számítógépek teljesítményének párhuzamos növekedése és az internet fejlesztése lehetővé tette a genom nagy részeihez tartozó információk elemzését. Az egyes baktériumok több száz fajta kromoszómájának megfejtése után új megközelítés jött létre a mikroorganizmusok genetikájában: populációs megközelítés: minden olyan baktérium génjének elemzése, amely egy adott területen lakott. Természetesen az "emberi bioreaktor" populációja az egyik legfontosabbnak bizonyult a mikrobiális populációk tanulmányozásához.

Az első művet, amely új képet adott a bél mikrobiótájáról, 1999-ben publikálta az Országos Agrárkutató Intézet (Franciaország) és a Readingi Egyetem (Nagy-Britannia) tudósainak egy csoportja. A szerzők úgy döntöttek, hogy a 16S RNS gének szekvenálásának módszerét használják a mikrobiális bél populáció vizsgálatára.

16S RNS - a baktériumok azonosítása

Mivel az idő Pasteur első és szükséges lépés annak meghatározása során mikroorganizmusok volt a termesztés táptalajon. De sok fontos (és hasznos és patogén) mikrobák nem akarnak nőni bármelyik médiumon. Study korábban hozzáférhetetlen uncultivable baktériumok, és kezdjük el tisztítsák meg a teljesen zavaros taxonómia ismert prokarióták lehetővé vált a fejlesztés bioinformatikai és a megjelenése a modern molekuláris biológiai technikák - polimeráz-láncreakció (PCR), amely lehetővé teszi egy darab DNS megszerzése millió és több milliárd pontos másolatai, klón izolált PCR gének bakteriális plazmidok és nukleotid szekvenálással módszerek, a kapott mindezt elegendő ana Iza összeget.

Egy ideális marker azonosítására mikroorganizmusok bizonyultak kódoló gén 16S riboszomális RNS-t (mind a két riboszomális alegységek - műhelyek celluláris fehérjeszintézis - áll átlapolt láncok a fehérje molekulák és ribonukleinsavak).

Ez a gén a genomban az összes ismert baktériumot és archaea, de hiányzik az eukarióták és a vírusok, és ha talál rá jellemző nukleotid szekvencia, - te meg arról van szó génjeivel prokarióták. (Ahhoz, hogy nagyon pontos, gén 16S RNS ott, és eukariótákban, de nem a nukleáris kromoszómák és mitokondriális Ez ismét megerősíti, hogy a mitokondriumok -. Távoli leszármazottai szimbiotikus baktériumokat az első eukarióta szervezetek.)

Ez a gén egyaránt konzervált régiók azonosak minden prokariótában és fajspecifikus. Konzervatív parcellák az első szakaszban polimeráz láncreakció - hozzáadásával a cél DNS-t a primerek (mag DNS részek, amelyekhez vizsgált nukleotid láncot kell csatlakozni, hogy elemzését elindítani a többi szekvencia) és a fajspecifikus - fajok azonosítását. Ezen túlmenően, a hasonlóság mértéke fajspecifikus szakaszok tükrözi jól az evolúciós kapcsolat a különböző fajok.

További bónusz - a klónozáshoz és a későbbi elemzéshez önmagában a riboszomális RNS-t használhatja, amely bármely sejtben sokkal nagyobb mennyiségben van jelen, mint a megfelelő gén. Csak azt kell először átírnunk DNS-re, speciális enzim-reverz transzkriptázzal.

Minden ismert baktérium és archaea 16S RNS nukleotidszekvenciája (kb. 10 000 faj) általában rendelkezésre áll. Az azonosított szekvenciákat összehasonlítjuk az adatbázisokban találhatóakkal, és pontosan azonosítjuk a baktérium fajait, vagy kijelentjük, hogy tartozik a következő nem művelt fajhoz.

Az utóbbi időben a baktériumok régi, fenotípusos besorolásának intenzív felülvizsgálata volt a kevésbé formalizált kritériumok alapján - a telepek megjelenésétől kezdve az élelmezési preferenciákig és a különböző festékekkel való festés képességétől. Az új szisztematika molekuláris kritériumokon (16S RNS) alapul, és csak részben ismételje meg a fenotipusokat.

A kódoló szekvenciákat a 16S RNS-PCR-rel nyertük közvetlenül a „környezet” - 125 milligramm humán, sajnálom, széklet, beiktatjuk a plazmidba Az E. coli (nem azért, mert a bél, és mivel az Escherichia coli - az egyik kedvenc igásló molekuláris biológusok ) és ismét elkülönítettük a multiplikált baktériumok tenyészetéből. Így létrejött a 16S RNS gének könyvtára a minta összes mikroorganizmusa számára. Ezután 284 klónt véletlenszerűen kiválasztottak és szekvenáltak. Kiderült, hogy a kapott 16S RNS szekvenciák mindössze 24% -a korábban ismert mikroorganizmusokhoz tartozott. Háromnegyede mikroflóra található a belek minden emberi lény, több mint száz éve volna elkerülni a figyelmet a kutatók, felfegyverkezve a módszerek a klasszikus mikrobiológiai! A tudósok egyszerűen nem találja a feltételek említett baktériumok tenyésztésére, mert a legtöbb szeszélyes lakói bél hajlandó emelkedik a hagyományos mikrobiológiai környezetben.

A mai napig, a molekuláris technikák találtuk, hogy felnőtt humán mikrobióta bemutatott 10 a 70 fő bakteriális taxon. Mintegy 90% -a mikrobák tartozik a Firmicutes típus (ez tartalmazza például a híres lactobacillus - a fő „bűnösök” savanyító tej), és Bacteroidetes - obligát anaerob (organizmusok, amelyek élni csak az oxigén hiányában), amelyet gyakran használnak indikátorként szennyezés természetes vizes szennyvíz. A fennmaradó 10% -át a lakosság között oszlik taxon Proteobacteria (ezek közé tartoznak többek között, E. coli), actinobacteriumok (az egyik faj Actinomycetes antibiotikum sztreptomicin-t izoláltunk), Fuso-(normál lakói a szájüregben, és gyakran okoznak periodontitis), Verrucomicrobia (közelmúltban geotermikus forrás fedezte formájában mikrobák, hogy a takarmány a metán, amely bővelkedik a bélben miatt más mikroorganizmusok), cianobaktériumok (még mindig gyakran nevezik a régi neve „kék-zöld alga»), Spirochaeates (wait Tew, nem halvány), Synergistes és VadinBE97 (milyen állatok, kérje az alkotók az új taxonómia prokarióták).

Annak ellenére, hogy a bél mikroorganizmusok fajösszetétele meglehetősen monoton, egyes szisztematikus csoportok képviselőinek kvantitatív aránya a különböző emberek mikrobiótájában igen eltérő lehet. De mi az a normális bél mikroflora, és milyen formái alakulnak ki?

Ezt a kérdést megválaszolta a Patrick Brown Stanford Egyetem által vezetett amerikai biológusok 2007-es munkájában. Az első életév során 14 újszülött csecsemőben mutatták ki a mikrobioták kialakulását. A szerzõk sikeresnek bizonyultak a gasztrointesztinális traktus gyarmatosításának több forrásával. A csecsemők mikrobiotája hasonló volt az anya mikroflórájához: vaginális, fekvő vagy mikroflóra minták az anyatejből. A kolonizáció forrásától függően, a csecsemők belsejének mikroflórájában az élet első évében, a különböző fajok domináltak. Ezek a különbségek a tanulmányi időszak alatt is jelentősek maradtak, de egy év elteltével felnőtt mikrobiotia kialakulásának jellemzői nyilvánvalóvá váltak. Érdekes adatokat kaptak egy ikerpárral. A mikroflóra összetételben gyakorlatilag azonos volt, és ugyanúgy változott. Ez a megállapítás rámutatott a gazdaszervezet mikrobiotápa humán komponensének nagy szerepre a bél mikroflór populáció kialakulásában. A kísérlet tisztasága érdekében természetesen el kell különíteni a csecsemőket a kórházba - ez egy nagyszerű történet az indiai filmhez! Évekkel később elemzéssel ismerkednek egymással... De más tanulmányok megerősítették azt a feltételezést, hogy az emberi biokémia egyéni, beleértve az örökségileg kondicionált tulajdonságait nagy hatással van mikrobiotikájának összetételére.

A mikrobiális bennünk több, mint az ember

Amellett, hogy a tanulmány egyes bélflóra, az elmúlt években számos kutató tanulmányozta bakteriális metagenom - a génkészlet összes élőlények egy mintában a tartalom az emberi bélben (vagy kipirulás, a bőr vagy a sárban mintát a tengerfenéken). Erre a célra a leginkább automatizált, számítógépesített és nagy teljesítményű DNS-szekvenálás technológiák, amelyek lehetővé teszik, hogy elemezze a rövid nukleotid szekvenciákat, gyűjteni puzzle több egybeeső „betűk” végein ezek a részek több ismételt meg ezt az eljárást minden egyes darabja a genom és fogadni dekódolás az egyes gének és kromoszómák ütemben akár 14 millió nukleotid óránként - nagyságrendekkel gyorsabban, mint néhány évvel ezelőtt. Így azt találtuk, hogy az emberi intestinalis mikrobióta hozzávetőlegesen 100 bakteriális sejtek trillionov - körülbelül 10-szer több, mint a teljes számát a mester sejtek a szervezetben. A génkészlet, amelyek részei a bakteriális metagenome, körülbelül 100-szor a génkészlet az emberi test. Ha beszélünk az összeget biokémiai reakciók belül előforduló mikrobiális populáció ismét sokszor nagyobb, mint az emberi test. Bakteriális „reaktor” hajtja végre a fogadó metabolikus lánc, amely nem képes önmaga megtartására - például a szintézis vitaminok és prekurzoraik, a bomlási néhány toxinok, bomlása cellulóz emészthető poliszacharidok (kérődzők), stb

A vizsgálatokat laboratóriumi Jeffrey Gordon (School of Medicine Washington Egyetem, St. Louis, MO) köti a fajok sokféleségének a baktériumok a gyomor-bél traktus és a diéta és a jellemzői a egyedi metabolizmus. A kísérlet eredményeit a természet decemberi számában tették közzé 2006-ban. Az éves kísérlet azt javasolta, hogy a személy túlsúlya és a bél mikrobiális populációjának összetétele közötti korrelációt határozzák meg. Egy tucat faggyú, akik beleegyeztek, hogy a hasukat a tudomány oltára helyezték, két csoportra oszthatók. Egy falu alacsony zsírtartalmú étellel, a második - alacsony szénhidráttartalommal. Minden önkéntes lefogyott, és ugyanabban az időben azok megváltoztak az arány a két fő csoportja az intesztinális mikroorganizmusok: A sejtek számát a Firmicutes csökkent, míg a száma Bacteroidetes, éppen ellenkezőleg, növekedett. Egy alacsony zsírtartalmú étrend, mint a változás kiemelkedő lett később - miután a beteg elvesztette 6 tömeg%, és az alacsony szénhidrát - elvesztése után az első kg (2% a kezdeti testtömeg). Ugyanakkor a mikroflóra összetételének változása annál is hangsúlyosabb volt, annál kisebb lett a résztvevők súlya a kísérletben.

Egyidejűleg egy azonos laboratóriumi kísérleteket végeztünk laboratóriumi egereken hordozó gén mutációja a leptin - „jóllakottság hormon” fehérje szintetizálódik a zsírszövetben sejtekben, és hozza a hozzájárulása a képződését jóllakottság. Egerek, amelyben mindkét példányát a sérült gén (ezt a mutációt jelzi index Lepob), enni 70% -kal több, mint a vad típusú, minden következményével. A tartalom Firmicutes saját belek és félszer nagyobb, mint a heterozigóta vonalak, csak egy hibás allél (ob / +), és homozigóta a normális gén vad típusú törzsek (+ / +).

A mikroflóra hatása a "gazdaszervezet" anyagcseréjére a kutatók más modellen tesztelve - gnotobiotikus egerek.

Az ilyen állatok a születéstől élő steril kamrák, és soha életemben találkoztam egy mikroba használt orvosbiológiai kutatások gyakran nem. Abszolút steril myshatnike, Rabbitry különösen kecske pajta - egy drága és fáradságos, és miután találkozott az első mikroba vagy vírus vagy rossz matrica vagy alkalmatlanná válik a további kísérletekben. Mi történik gnotobiote az immunrendszert - egy másik történet, és esznek három és ezzel egyidejűleg - a bőr és a csontok hiánya miatt a mikrobiális emésztés komponenst.

Az elhízott (ob / ob) donorokból származó mikroflóra átültetése után a gnotobiotikus egerek havi 50% -át két hétig (47% -kal) hizlalták. Azok, akiket normál testsúlyú vad típusú (+ / +) donorokból mikroflórával "vetettek", csak 27% -kal nyertek vissza.

Az eredmények további vizsgálat megváltoztatja szimbiotikus egér-mikroorganizmus ragyogóan megerősítette azt a feltevést, hogy a mikroorganizmusok elhízott egyének fokozza a mély élelmiszerek feldolgozása során. Az elhízott és normál egerek széklet-DNS-mintáinak összehasonlítása azt mutatta, hogy az elhízott egerek egerét enzimgénekkel telítik, amelyek lehetővé teszik a poliszacharidok hatékonyabb bomlását. Az elhízott egerek belsejében nagymennyiségű végső fermentációs termékek voltak - az ecetsav és a vajsav vegyületek, ami az élelmiszer-összetevők mélyebb feldolgozását jelzi. Kaloriméter (!-Tól a „kalória”) elemzése székletmintát megerősítette: a szék ob / ob egerek tartalmazott kevesebb kalóriát, mint a vad típusú egerek nem teljesen asszimilálódott az energiát az élelmiszer.

Amellett, hogy a fontos információkat a „csíra” komponense az elhízás, a szerzők tudták mutatni az alapvető hasonlóság a mikroflóra elhízott emberek és egerek, amelyek új távlatokat nyit a tanulmány a probléma a túlsúly, és talán - és megoldani ezt a problémát a „transfer” egészséges mikroflóra vagy annak kialakulása olyan betegeknél, az elhízás miatt.

Az a tény, hogy a bélflóra képes kezelni a befogadó anyagcsere már nem kétséges. Tanulmányok Gordon laboratórium szentelt a probléma a túlzott súlya lehetővé tette, hogy áthidalja a szakadékot a metabolikus betegségek kezelésére, mint például a cachexia, befolyásolja a gyermekek egyik évről négy évre a szegény trópusi országokban - marazmus (az idiotizmus a szónak csak nyelvileg: görög marasmos. szó szerint azt jelenti kimerülése, oltás) és kwashiorkhornak (nyelvén egyik törzs Ghána kwashiorkhornak - „vörös fiú”). A betegségek előfordulására hiányával összefüggő fehérjék és vitaminok az átmenetet a szoptató felnőtt élelmiszer. De a betegség szelektíven hat a gyermekek, akiknek a testvérek nem tapasztaltak semmilyen problémát az átmenet a hagyományos étrend ebben a régióban. Tanulmányok kimutatták, hogy a bélflóra beteg gyermekek nagyon eltér a mikroflóra a szülők, valamint a mikroflórájának egészséges testvérek. Először is megállapította, hogy a szinte teljes hiánya bél populációk Bacteroidetes és az uralom a ritka fajok tartozó típusú Proteobacteria és Fuso. Miután a beteg gyermekek (vigyázva, hogy ne túladagolás!) Hízott kemény fehérjetartalmú élelmiszerek azok mikrobióta lesz hasonló a normális, mint a rokonok, túlnyomórészt Bacteroidetes és Firmicutes.

A legújabb tanulmányok nemcsak gyökeresen megváltozott az uralkodó fogalmak az emberi bélflóra, hanem hozzájárult a koncepció, amely szerint a bél mikroorganizmusok, mint egy további többsejtű „szerv” az emberi test. Olyan szerv, amely különböző sejtvonalakból áll, képes egymással és a gazdaszervezettel való kommunikációra. Az energiaáram újraeloszlására szolgáló szerv fontos fiziológiai reakciókat, a környezet hatása alatt bekövetkező változásokat hajtja végre, és a külső körülmények által okozott változásokkal visszaállítja önmagát.

Folyamatos kutatás „bakteriális test” lehet és kell vezetnie, hogy értik a jogszabályok működése, a nyilvánosságra hozatal az ő finom kapcsolatokat fogadó, és ennek következtében az új módszerek elleni küzdelem az emberi betegségek célzott kezelésében zavarok mind metaorganizma alkatrészeket.

Valery Poroiko, Ph.D.
Chicagói Egyetem, Általános Sebészeti Osztály
Portál «Örök Fiatalok» www.vechnayamolodost.ru

A folyóirat folyóiratának verziója a 4-2008

A baktériumok specifikus azonosítása a riboszómális RNS 16S génjének szekvenálásával, a módszer szerepe és helye bakteriális fertőzések diagnózisában Kitöltve: Savelyeva. - bemutatás

A bemutatót 4 évvel ezelőtt írták le aLюдмила Шумихина

Kapcsolódó bemutatók

Bemutatása 11 osztályt a témáról: „A faj azonosítása baktériumok szekvenálás 16S riboszóma RNS gén szerepe és helye az eljárás a diagnózis bakteriális fertőzések teljesülnek: Savelyev.”. Töltsd le ingyen és regisztráció nélkül. - Átirat:

1 faj azonosítása baktériumok szekvenálásával a 16S gén riboszomális RNS, szerepe és helye a módszer a diagnózis bakteriális fertőzések teljesül: Savelieva Xenia teljesül: Savelieva Xenia, tanuló 11 specializált osztálya tanuló 11 specializált osztálya MBOU Krasnoobsk SOSH 1 MBOU Krasnoobsk SOSH 1 Témavezető: Supervisor : Cand. biol. Tudományok Afonyushkin Vasily Nikolaevich Cand. biol. Tudományok Afonyushkin Vasily Nikolaevich

2 Célkitűzések: 1. A mester DNS elektroforézis agaróz gélen 2. tanulni a módszer elemzéséhez szekvenálás eredménye, és elvégzi az építési nukleotidszekvenciák, génfragmensek 16 S riboszomális RNS izolátumok nyert mester a Bacillus nemzetségbe 1. DNS elektroforézis agaróz gél 2. tanulni a módszer elemzésére szekvenálási eredmények és elvégzi az építési nukleotidszekvenciák, génfragmensek 16 S riboszomális RNS izolátumok kapott Bacillus nemzetségbe tartozó 3. megvizsgálja perspektivikus megosztás szekvenálási technikák és biokémia cal baktériumok azonosítása 3. Annak vizsgálata, a kilátások megosztás szekvenálási eljárások, valamint a biokémiai azonosítása baktériumok Célkitűzés: vizsgálják meg a módszer specifikus azonosítására baktériumok által szekvenálása 16S riboszóma RNS együtt hagyományos azonosítási módszereket

3 Anyagok és módszerek A tiszta tenyészetekből az izolátumokat szélesztjük MPA órával és inkubálás után a baktérium szuszpenziót készítünk foszfáttal pufferelt sóoldatban. A tenyészeteket Gram-mal és mikroszkóppal festettük. Értékelték a következő biokémiai tulajdonságai: ártalmatlanítása citrát, malonát, glükóz, laktóz, mannit, szacharóz, inozit, szorbit, arabinóz, maltóz, fenilalanin, képződése indol, hidrogén-szulfid, atsetilmetilkarabinola (Reaction Foges- Proskauer), a jelenléte a béta-galaktozidáz, ureáz, arginin dekarboxiláz és a lizin, az arginin-hidrolázok. A tenyészeteket megvizsgáltuk kataláz, citokróm-oxidáz aktivitást, a formáció a nitritek, pigment szintézis, antibiotikum-rezisztencia, és tanulmányozták a kultúra és morfológiai tulajdonságait. Béta-galaktozidáz, és tritofandezaminaznuyu glyukoronidaznuyu aktivitást vizsgáltuk közepes Uriselekt 4 (BioRad) A DNS-t izoláljuk fenolhloroformennym nézet alapján határozzák szekvenálása 16S riboszomális gén RNSi fragmentum intergenikus spacer a riboszomális RNS-t és 16-23S több biokémiai, tenyésztési és morfológiai jellemzői.

4 Kulturális tulajdonságok: a termesztett kultúrák nem növekedtek az Endo környezetben; nem kapcsolódnak enterobaktériumok, termesztett húsdarálón pepton agar aerob körülmények között 37 ° C-on színező tulajdonságok: elszaporított mikroszkóppal vizsgáltuk, és Gram-festéssel, amely lehetővé tette annak megállapítását, hogy a kapott kultúra spóra Gy + tapad Jellemzői Cultures

5 Vizsgálati séma: A DNS-t növesztett tenyészetekből tenyésztettük, és a PCR-t univerzális láncindítókkal alkalmaztuk, ennek eredményeként a riboszomális RNS 16S génjének fragmensét amplifikáltuk

6 egy primer oldatot szétosztottuk 4 kémcsövet, amelyek mindegyike a négy dezoxinukleotid-dATP-t, dCTP-t, dTTP-t (egy radioktivnym izotóppal jelzett), és az egyik a négy 2, 3- didezoxinukleotidok (ddATR, ddTTR, ddGTP, dd MFR) didezoxinukleotid Ez tartalmazza az összes helyzetben a növekvő láncok keveréke, és a csatlakozás után a lánc növekedési azonnal leáll. Ennek eredményeként, az egyes négy cső részvételével DNS polimeráz egyedi sorozatát hoztuk létre olignukleotidov különböző hosszúságú tartalmazó praymerovuyu szekvenciát. Továbbá, a csöveket adunk formalid divergencia láncok és elektroforézisnek gél poliakrilsav cheteryh pályák. Töltsön autoradiográfia, ami lehetővé teszi, hogy „olvasni” a szekvenálás nukleinsav-szekvencia a DNS-szegmens. A biokémia és molekuláris biológia elektroforézis elválasztására használják makromolekuláris fehérjék és nukleinsavak (és azok fragmensei). Ennek a módszernek számos fajtája létezik. Ez a módszer úgy találja, széles alkalmazási szétválasztására keverékei biomolekulák frakciókra vagy egyedi anyagok és használják a biokémia, molekuláris biológia, a klinikai diagnosztika, a népesség biológia (tanulmányozására genetikai variáció) és dr.belkovnukleinovyh savak Elektroforézis e elektrokinetikus jelenséget elmozdulása a diszpergált fázis (kolloid vagy fehérje oldat) egy folyékony vagy gáznemű közeg hatására egy külső elektromos polya.elektrokineticheskoe yavlenieelektricheskogo polyaElektroforez Reakcióvázlat vizsgálatok: A PCR-termékeket elektroforézissel elválasztjuk agaróz gélen. Sanger módszere

7 A saját kutatás eredményei Fig.1 A riboszomális RNS 16S génjének fragmensének kapilláris elektroforézise

8 ábra. 2. egy filogenetikus fa, amelyet a riboszomális RNS 16S génjének fragmensének összehangolása eredményei alapján szerkesztettek

9 A saját kutatás eredményei Fig. 3 A nukleotidszekvenciák összehasonlításának eredményei

10 Eredmények A biokémiai vizsgálatok kultúrák vizsgálati módszerrel PBDE biokémiai tulajdonságait törzs B. licheniformis: negatív hasznosítás citrát, malonát negatív, nátrium-citrát + glükóz negatív negatív lizin, arginin negatív, negatív ornitin, fenil-alanin negatív, indol negatív, ureáz pozitív atsetilmetilkarabinol negatívan szulfid negatív, pozitív, a glükóz, a b-galaktozidáz pozitív, negatív laktóz, mannit pozitív, pozitív szacharóz, inozit pozitívan o, a szorbitol pozitív, a maltoza pozitív

Következtetés A szekvenáláson alapuló mikroorganizmusok fajspecifikus azonosítása lehet a laboratóriumi diagnosztika "arany standard", de a módszer pontosságát a GenBank adatbázisok megbízhatósága és teljessége korlátozza, ezért további megerősítő teszteket igényel.

16s RNS elemzése

Biotechnology, 2005, № 6, 3-11

Azonosítására szolgáló módszer mikroorganizmusok, elemzése alapján a restrikciós fragmens hossz polimorfizmus (RFLP), PCR-terméket a gén RNS-16S hossza 1500 nukleotid. 6 párosított sor restrikciós endonukleázok (Sse9I, Tru9i, BsuRI, Mspl, BstMBI és Rsal), RFLP azonosítását teszi lehetővé a mikroorganizmusok széles körét.
A termálható lúgos foszfatázból négy izolátumot izoláltunk a természetes tengervíz-izolátumokból. A PFR ezen törzsek analízise a különböző mikroorganizmusok 16S RNS génjeinek számított eredményeivel összehasonlítva lehetővé tette annak megállapítását, hogy az azonosított termelők az Alteromonas nemzetséghez tartoznak.

Együtt a hagyományos módszerek azonosítására mikroorganizmusok segítségével tenyésztési és morfológiai jellemzői, valamint a kémiai és biokémiai reakciók [1], a közelmúltban egyre szélesebb körben használják meghatározására szolgáló módszereket a mikroorganizmusokat összehasonlításán alapul a gének nukleotidszekvenciái különböző mikroorganizmusok [2-4] és polimorfizmus analízise DNS restrikciós fragmensek éből specifikus bakteriális gének [5,6]. A legtöbb azonosítására alkalmas kódoló gének a 16S és 23S riboszomális RNS-ek, mivel ezek jelen vannak minden bakteriális sejtek a nemzetség-specifikus és a legtöbb mikroorganizmus [7-9]. Azonosításához használt DNS-fragmens mindkét gént tartalmazó 16S és 23S RNS, és a távtartó között található, és több változtatható, lehetővé teszi, hogy megkülönböztesse a szoros rokonságban faj és alfaj mikroorganizmusok [10].

Ez a tanulmány eredményeit mutatja RFLP-analízis A PCR-termék 1500 nukleotid hosszúságú különböző mikroorganizmusok, és bizonyította, hogy a restrikciós endonukleázok alkalmazása 6 Sse9I, Tru9i, BsuRI, Mspl, BstMBI RsaI és megbízhatóan azonosítani a legtöbb mikroorganizmus. A papír azonosított 4 új termelő hőlabilis alkalikus foszfatáz és a javasolt eljárás, egy összehasonlító elemzést a RFLP azonosítására ezeket a mikroorganizmusokat. Az összehasonlítás alapján arra a következtetésre jut, hogy az eredmények a termelők nemzetségbe tartoznak Alteromona.

KÍSÉRLETI FELTÉTELEK

A termosztatikus lúgos foszfatáz termelőinek azonosítása céljából 50 μl tengervízet trituráltunk a tápanyag agar felszínén, és a [11] pontban leírtak szerint elemeztük. Előállítása mikrobiális biomassza végeztük növekvő termelő 20 ° C-on a húslevest tartalmazó 1% tripton (AGS GmbH, Németország), 0,5% élesztőkivonat (ugyanaz a cég) és tengeri sós víz (NaCl - 27,5, MgCI2 - 5, MgSO4 - 2, CaCl2 - 0,5, KCl-1, FeS04 - 0,001 g / l [12]), pH 7,2 - 7,7. A vetőmagot 200 ml-től 700 ml-es mérőlombikba osztottuk fel, és 150 fordulat / perc sebességgel rázzuk 16 órán keresztül.

A kromoszómális DNS izolálását [13] módszerével végeztük.

A riboszómális RNS 16S génjének amplifikálását polimeráz láncreakcióval végeztük [14].

Az amplifikált DNS restrikciós reakcióját 4 órán át 37 ° C-on 20 μl 2 ekvivalens reakcióelegyet alkalmaztuk. aktus. az Sse9I, Tru9I, BsuRI, MspI, BstMBI vagy RsaI restrikciós enzimek a SibEnzyme NGO-ból, a megfelelő pufferben. A reakciót 5 μl 0,1 M EDTA-t, 0,05% bróm-fenolkékot és 40% szacharózt tartalmazó stopoldat hozzáadásával leállítottuk.

Elektroforetikus elválasztás restrikciós termékek az amplifikált DNS-t végeztünk 2% -os agaróz (Sigma) trisz-acetát-pufferben, etidium-bromid (0,5 mg / l), 120 V-on 4 órán át.

A DNS-fragmensek hosszának meghatározására DNS-molekulasúly-markert (100 bp + 1,5 kb DNS-markert, "SibEnzim NGO" -ot használtunk). A kapott restrikció hossza a Gelpro Analyzer 4.0.00.001 verziójú számítógépes program segítségével történt. A fragmenshosszok százalékos azonosságát kiszámítottuk minden egyes mikroorganizmuspárra úgy, hogy a restrikciós mintákat külön-külön összehasonlítottuk minden egyes restrikciós enzimmel. A restrikció hossza összehasonlításakor a hosszúságú azonos DNS-fragmensek becslések szerint legfeljebb 5% -kal különböznek.

A kísérleti adatok összehasonlítása a 16S RNS gének közzétett szekvenciáival, a szekvenált szekvenciák genetikai adatbázisát használtuk.

EREDMÉNYEK ÉS MEGBESZÉLÉS

Négy izolátumok természetes termelő törzs hőlabilis foszfatáz voltak izolált érintkező tengervíz, feltüntetve, 20, 27, 48 és a törzs jellemezve korábban [11] a szokásos módszerekkel, mint például az Alteromonas undina. A folyékony tápközegben termesztett mikroorganizmusok biomasszából származó törzsek azonosítására, tengeri sók hozzáadásával kromoszómális DNS-t izoláltak.
Ezután, kromoszómális DNS-t használjuk polimeráz-láncreakcióban amplifikálható-e egy 16S riboszomális RNS-gén. Az amplifikációs terméket kezelt egymástól függetlenül 6 különböző restrikciós endonukleázokkal. Minden általunk használt tetranukleotid restrikciós endonukleáz felismerő helyet, amely lehetővé teszi, hogy szerezzen 3-8 a DNS fragmentumok a hasítási az amplifikációs termék, amelynek hossza körülbelül 1500 bp hosszúságú. Restrikciós enzim és használt Sse9I Tru9i rendre AATT felismerő helyeket és TTAA mivel BsuRI és Mspl restrikciós enzim hasítási helyeket az GGCC és CCGG. A restrikciós enzim felismerési helyeket BstMBI és Rsal rendre GATC és Belbiztonsági Osztály, tartalmazza az összetételében mind a négy nukleotid. Ilyen válogatott restrikciós endonukleázok, véleményünk szerint, a rugalmasságot, hogy azonosítsák a mikroorganizmusok, amelyek mind AT gazdag vagy GC gazdag genomok. Mennyiségi szempontból a használata csak hat különböző restrikciós hisszük optimális, mivel a használata restrikciós 1 vagy 3, ahogy azt több tanulmány [10,15] nem észleli polimorfizmusok azonosítására szorosan kapcsolódó szervezetek, vagy pedig elkerülhető a túl nagy különbségek iz egy vagy több véletlen mutáció esetében. Azonban, a használata 10 különböző restrikciós endonukleázokkal nem okoz további hossz polimorfizmus kimutatására DNS restrikciós fragmensek világosan redundáns [9].
Az 1. ábra a szimulált számítógép segítségével képet restrikciós genov16S RNS, általunk javasolt egy sor hat restrikciós enzimek (Sse9I, Tru9i, BsuRI, Mspl, BstMBI és Rsal). A 16S RNS génjeit a szekvenált szekvenciák genetikai bankjában vettük fel. A mikroorganizmusok kiválasztása meglehetősen véletlen volt. Minden baktérium különböző nemzetségekhez tartozik, és mind Gram-negatív, mind Gram-pozitív mikroorganizmusokat képvisel. Látható, hogy minden mikroorganizmus esetében egyedülálló mintázata van egy sor restrikciós enzimnek. A DNS-fragmensek száma 23 és 30 között van (a 100 pár nukleotidnál kevesebb fragmensek hossza nem számít). Eredmények kiszámítására a százalékos azonosság a hosszúságú DNS-fragmentumok (restrikciós fragmens tekinthető azonos, adott hosszúságban különböznek nem több, mint 5%) a különböző pár mikroorganizmusok 1. táblázat mutatja: Ez a táblázat csak egy részét lehetséges pár mikroorganizmusok ábrán látható. Azonban a bemutatott összehasonlítási eredmények meglehetősen tipikusak és lehetővé teszik annak megállapítását, hogy a DNS-fragmensek hosszának százalékos azonossága általában 12-28% -ot tesz ki a különböző mikrobiális nemzetségek képviselői számára. Ezek az adatok tehát azt mutatják, hogy a restrikciós mintázatot gének 16S RNS javasolt kapcsolati sor restrikciós enzimek szolgálhat az alapja annak a általános tartozékok bakteriális sejtekben.

Ábra. 1. Elméletileg számított mintázata elektroforetikus elválasztását 16S RNS-gén amplifikációs termékek kezelés után restrikciós enzimekkel Sse9I (1), Tru9i (2), BsuRI (3), Mspl (4), BstMBI (5) és az Rsal (6). Tracks M - molekulatömeg marker

A 16S RNS értéke a taxonómiában. A 16S RNS molekuláris hibridizációja.

A 16S rRNS molekuláris hibridizációja. A prokarióta riboszóma 3 alegységből áll, nagy (23S), (5S) és (16S). Gén 16S Az rRNS a következő tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek fontosak a filogéniában:

1. RNS A riboszómák különböző fajok számára univerzálisak, például maguk a riboszómák. 2. Molekula A 16S rRNS konzervatív és legkevésbé a biológiai evolúció során bekövetkező változásoknak tudható be. A 16S rRNS gén változásának mértéke különböző szimbiotikus baktériumoknál a nukleotid szubsztitúciók 2-4% -a 60 év alatt volt.3. Gene 16S Az rRNS egyaránt ultrakonservatív és variábilis doméneket (doméneket) tartalmaz, amelyek lehetővé teszik a távoli és szoros kapcsolatok értékelését.Ezen kívül Ezenkívül azt találtuk, hogy az rRNS-cystronsok nem vesznek részt a fajközi genetikai transzfer folyamatokban.5. A méret gén (prokariótákban körülbelül 1550-1640 bp hosszú) optimális a statisztikai hibák csökkentése szempontjából. A teljes szekvencia meghatározható egy szekvenálással a Sanger-módszerrel.A nukleotid katalógusok összehasonlítása. A módszert a 80-as évek elején használták, és nagy történelmi jelentőséggel bírtak a baktériumok rendszerezésében. Ebben az esetben az RNS-molekulát (16S rRNS) T ribonukleázzal kezeltük, amely a molekulát a guanin-maradékok fölé hasítja. A kapott fragmensek mérete legfeljebb 20 nukleotid volt. A kapott oligonukleotidokat 2-szeres elektroforézissel szétválasztottuk, és katalógusokat készítettünk, amely kifejezetten az rRNS-molekulát jellemezte. A katalógusok összehasonlításakor figyelembe vettük a legalább 6 nukleotid hosszúságú töredékeket. A katalógusok közötti hasonlósági együtthatók alkalmazásával először a prokarióták számára egy általános filogenetikai fát állítottak elő. Riboprinting. A módszer az rRNS gének restrikciós analízisén alapul. Ehhez izolálja az összes DNS-t a sejtből. Két, a gén 16S rRNS (kis alegység-ss rDNS) erősen konzervált szegélyező régióihoz homológ primereket veszünk és PCR-t hajtunk végre. A fragmenseket több restrikciós endonukleázzal kezeljük, és az endonukleázok mindegyikének restrikciós termékeit agarózgélen elválasztjuk a DNS méretprofiljával együtt. A töredékhosszúság polimorfizmusa azért merül fel, mert néhány restrikciós hely a gén konzervatív doménjébe esik, és néhány - a variábilis doménekre. Ugyanakkor egyes törzsek közösek lesznek a mintában szereplő összes faj számára. A közös és különböző töredékek számával számolhatjuk a fajok genetikai távolságát. A 12 nukleotid hosszúságú felismerési helyekkel rendelkező 12 restrikciós enzim alkalmazása lehetővé teszi a 16S rRNS gén hosszúságának 10-15% -át, anélkül, hogy szekvenáláshoz folyamodna.

Kedves mikroba

Valery Poroiko,
Ph.D., Chicagói Egyetem, Általános Sebészeti Osztály
Népszerű Mechanika №4, 2008

Csak száz évvel ezelőtt, a humán bélben élő mikrobák voltak freeloaders és kártevők. Az utóbbi években az emberi mikroorganizmust testünk egyfajta szervének nevezik, ami a test normális életéhez szükséges.

A Pasteur napjai óta ismert, hogy az emberi gasztrointesztinális traktus lényegében egy áramlási típusú bioreaktor, amelyben sok mikroorganizmus él. A tudósok hozzáállása a bél mikroflórához ez idő alatt radikálisan megváltozott. Száz évvel ezelőtt, a nagy Ilya Mechnikov, az alapító a modern elmélet immunitás létrehozására, amely megkapta a Nobel-díjat (két fő részére, az ő kérlelhetetlen ellenfele, nem kevesebb, mint a nagy Paul Ehrlich), még akkor is javasolt az eltávolítása a vastagbél, mert így az élet meghosszabbítására. És azok, akiknek ez az intézkedés tűnt túl radikális, ajánlott igyon sok joghurt, hogy kiszorítsa a káros, az ő véleménye, mikrobák jótékony lactobacillus. Fél évszázadban a tanfolyam 180 fokkal változott. Kiderült, hogy a normál bélflóra, valamint a bőr és a nyálkahártyák, hogy számos hasznos funkciót - például elnyomják életfunkciók a test folyamatosan támadják kórokozók. És az elmúlt években, a legmerészebb mikrobiológusok mentek tovább nyilvánító személy és szimbiotikus mikrobák egyetlen szuperorganizmusnak.

A molekuláris biológia módszereinek fejlődése a tudósok számára új szintet értett az ember szimbiózisának folyamatairól és mikroflórájáról, amely jól tanulmányozottnak tűnt, és amelynek további vizsgálatából nem számoltak különös meglepetésekkel. A DNS-szekvenálási módszerek (a nukleotidszekvencia meghatározása) sebességének és költségcsökkenésének gyors növekedése és a személyi számítógép teljesítményének párhuzamos növekedése és az internet fejlesztése lehetővé tette a genom nagy részeihez tartozó információk elemzését. Miután kromoszóma száz egyedi baktérium fajokat átíródik egy új mikrobiológiai genetika megközelítés - populáció: gén elemzése, ha az összes baktérium élő adott élőhely. Természetesen az "emberi bioreaktor" populációja az egyik legfontosabbnak bizonyult a mikrobiális populációk tanulmányozásához.

Az első munkát, amely teljesen új képet mutatott a bél mikrobiótájáról, 1999-ben publikálta az Országos Agronómiai Kutatóintézet (Franciaország) és a Readingi Egyetem (UK) tudósainak egy csoportja. A szerzők úgy döntöttek, hogy a 16S RNS gének szekvenálásának módszerét alkalmazzák a mikrobiális bél populáció tanulmányozására (lásd az oldalsávot).

16S PHK - a baktériumok azonosítása

A mikroorganizmusok meghatározásának első szakasza a tápközeg-termesztés. De számos mikrobák nem akarnak nőni bármelyik médiumon

Modern technikák
Study korábban hozzáférhetetlen nem tenyészthető baktériumok és elkezdenek rendet a teljesen zavaros taxonómia már ismert prokarióta lehetővé vált a fejlesztés bioinformatikai és a megjelenése a modern molekuláris biológiai technikák - PCR lehetővé teszi egy DNS-régió, hogy megkapja milliárd replikák, klónozás a kiválasztott gén a bakteriális plazmidok és szekvenálása szekvenciák módszerek megfelelő mennyiségű nukleotidokat állítunk elő elemzés céljából. Egy ideális marker azonosítására mikroorganizmusok bizonyultak kódoló gén 16S riboszomális RNS-t (mind a két riboszomális alegységek - műhelyek celluláris fehérjeszintézis - áll átlapolt láncok a fehérje molekulák és ribonukleinsavak).

Tökéletes marker
Ez a gén minden ismert baktérium és archea genomjában létezik, de nincs jelen eukariótákban és vírusokban, és ha megtalálta a nukleotidszekvenciáját, amely jellemző rá, akkor biztosan foglalkozik prokarióta génekkel. Ez a gén egyaránt konzervált régiók azonosak minden prokariótában és fajspecifikus. Konzervatív parcellák az első szakaszban polimeráz láncreakció - hozzáadásával a cél DNS-t a primerek (mag DNS részek, amelyekhez vizsgált nukleotid láncot kell csatlakozni, hogy elemzését elindítani a többi szekvencia) és a fajspecifikus - fajok azonosítását. A fajspecifikus területek hasonlóságának mértéke tükrözi a különböző fajok evolúciós viszonyát. A klónozáshoz és a későbbi elemzéshez önmagában a riboszómális RNS is használható, amely bármely sejtben nagyobb mennyiségben van jelen, mint a megfelelő gén. Minden ismert baktérium és archaea 16S RNS nukleotidszekvenciája általában rendelkezésre áll. Az azonosított szekvenciákat összehasonlítjuk az adatbázisokban találhatóakkal, azonosítjuk a baktérium fajait, vagy kijelentjük, hogy nem kultivált fajhoz tartoznak.

Új szisztematika
Az utóbbi időben a baktériumok régi, fenotípusos besorolásának intenzív felülvizsgálata volt a gyengén formalizált kritériumok alapján - a kolóniák megjelenésétől kezdve az élelmiszer-preferenciákig és a különböző színezékekkel történő festés képességétől. Az új szisztematika molekuláris kritériumokon (16S RNS) alapul, és csak részben ismételje meg a fenotipusokat.

Mi van benne

A kódoló szekvenciákat a 16S RNS-polimeráz-láncreakcióval (PCR) vettünk közvetlenül a „környezet” - 125 mg humán, sajnálom, széklet beiktatjuk Escherichia coli plazmid (nem azért, mert a bél, és mivel Escherichia coli - a molekuláris biológusok egyik kedvenc munkahegye), és ismét elkülönítve a multiplikált baktériumok tenyészetéből. Így létrejött a 16S RNS gének könyvtára a minta összes mikroorganizmusa számára. Ezután 284 klónt véletlenszerűen kiválasztottak és szekvenáltak. Kiderült, hogy a kapott 16S RNS szekvenciák mindössze 24% -a korábban ismert mikroorganizmusokhoz tartozott. Háromnegyede mikroflóra található a belek minden emberi lény, több mint száz éve volna elkerülni a figyelmet a kutatók, felfegyverkezve a módszerek a klasszikus mikrobiológiai! A tudósok egyszerűen nem találja a feltételek említett baktériumok tenyésztésére, mert a legtöbb szeszélyes lakói bél hajlandó emelkedik a hagyományos mikrobiológiai környezetben.

A mai napig, a molekuláris technikák találtuk, hogy felnőtt humán mikrobióta bemutatott 10 a 70 fő bakteriális taxon. Mintegy 90% -a mikrobák tartozik a Firmicutes típus (ez tartalmazza például a híres lactobacillus - a fő „bűnösök” savanyító tej), és Bacteroidetes - obligát anaerob (organizmusok, amelyek élni csak az oxigén hiányában), amelyet gyakran használnak indikátorként szennyezés természetes vizes szennyvíz. A fennmaradó 10% -át a lakosság között oszlik taxon Proteobacteria (ezek közé tartoznak többek között, E. coli), actinobacteriumok (az egyik faj Actinomycetes antibiotikum sztreptomicin-t izoláltunk), Fuso-(normál lakói a szájüregben, és gyakran okoznak periodontitis), Verrucomicrobia (közelmúltban geotermikus forrás fedezte formájában mikrobák, hogy a takarmány a metán, amely bővelkedik a bélben miatt más mikroorganizmusok), cianobaktériumok (még mindig gyakran nevezik a régi - „kék-zöld alga»), Spirochaetes (szerencsére nd, nem halvány), Synergistes és VadinBE97 (milyen állatok, kérje az alkotók az új taxonómia prokarióták).

A mikrobiális bennünk több, mint az ember

Erre a célra a leginkább automatizált, számítógépesített és a nagy teljesítményű DNS-szekvenálás technológia ad lehetőséget, hogy elemezze a rövid nukleotid-szekvencia, a kirakós több átfedés „betűk” végein ezeken az oldalakon többször is megismételni ezt az eljárást minden egyes darabja a genom kapni átiratokat az egyes gének és kromoszómák sebesség akár 14 millió nukleotid óránként - nagyságrendekkel gyorsabban, mint néhány évvel ezelőtt. Így azt találtuk, hogy a bél mikrobióta mintegy 100000000000000 baktériumsejteket - körülbelül tízszer nagyobb, mint a teljes száma a humán sejtek a szervezetben.

A bakteriális metagenómát alkotó gének halmaza körülbelül százszor nagyobb az emberi testek génjeinél. Ha a mikrobiális populációban előforduló biokémiai reakciók mennyiségéről beszélünk, ismételten meghaladja a biokémiai reakciók mennyiségét az emberi szervezetben.

Bakteriális „reaktor” munkaeszközök a fogadó metabolikus lánc, amely nem képes önmaga megtartására - például a szintézis vitaminok és prekurzoraik, a bomlási néhány toxinok, bomlása cellulóz emészthető poliszacharidok (kérődzők), stb...

A csecsemőktől az idős korig

Annak ellenére, hogy a faj összetétele a bél mikroorganizmusok meglehetősen homogén, az aránya a képviselői egyes taxonómiai csoportok mikrobiótájában különböző emberek nagymértékben változhat. De mi az a normális bél mikroflora, és milyen formái alakulnak ki?

Ezt a kérdést megválaszolta a Patrick Brown Stanford Egyetem által vezetett amerikai biológusok 2007-es munkájában. Az első életév során 14 újszülött csecsemőben mutatták ki a mikrobioták kialakulását. A szerzõk sikeresnek bizonyultak a gasztrointesztinális traktus gyarmatosításának több forrásával. A csecsemők mikrobiotája hasonló volt az anya mikroflórájához: vaginális, fekvő vagy mikroflóra minták az anyatejből. A kolonizáció forrásától függően, a csecsemők belsejének mikroflórájában az élet első évében, a különböző fajok domináltak. Ezek a különbségek a tanulmányi időszak alatt is jelentősek maradtak, de egy év elteltével felnőtt mikrobiotia kialakulásának jellemzői nyilvánvalóvá váltak. Érdekes adatokat kaptak egy ikerpárral. A mikroflóra összetételben gyakorlatilag azonos volt, és ugyanúgy változott. Ez a megállapítás rámutatott a "mikrobiotá-host" páros humán összetevőjének óriási szerepére a bél mikroflór populáció kialakulásában. A kísérlet tisztaságát illetően természetesen jobb lenne elválasztani a csecsemőket a kórházban (egyébként egy nagyszerű történet egy indiai filmre!) Az ikrek ismerik egymást a mikroflóra elemzéséből. De más tanulmányok adatai megerősítették azt a feltevést, hogy az emberi biokémia egyéni, beleértve az örökségileg kondicionált tulajdonságait nagy hatással van mikrobiotikájának összetételére.

Vékony és vastag

Lefolytatott vizsgálatok laboratóriumában Jeffrey Gordon (School of Medicine Washington University, St. Louis, MO) összekapcsolja a sokszínűség baktériumok a tápcsatornában a diéta és a jellemzői az egyes anyagcsere. A kísérlet eredményeit a folyóirat decemberi számában publikálták természet 2006-ra. Az éves kísérlet azt javasolta, hogy a személy túlsúlya és a bél mikrobiális populációjának összetétele közötti korrelációt határozzák meg. Egy tucat faggyú, akik beleegyeztek, hogy a hasukat a tudomány oltára helyezték, két csoportra oszthatók. Egy falu alacsony zsírtartalmú étellel, a második - alacsony szénhidráttartalommal. Mindegyik önkéntes elvesztette a súlyát, ugyanakkor megváltoztatta a bél mikroorganizmusok két fő csoportjának arányát: a Firmicutes sejtek száma csökkent, a Bacteroidetes száma ezzel szemben nőtt. Az alacsony zsírtartalmú étrendben ez a változás később észrevehetővé vált - miután a betegek elvesztették az első kilogrammot (az eredeti testtömeg 2% -a) elvesztették a súly 6% -át és az alacsony szénhidráttartalmú diétát. Ugyanakkor a mikroflóra összetételének változása annál is hangsúlyosabb volt, annál kisebb lett a résztvevők súlya a kísérletben.

Az elhízás elleni küzdelem

Az eredmények további vizsgálatot a tudósok módosítsa az egér-szimbiotikus mikroorganizmus (lásd. Keretes „egereken tesztelték”) zseniálisan megerősítette azt a feltevést, hogy a mikroorganizmusok elhízott egyének fokozza a mély élelmiszerek feldolgozása során. Az elhízott és normál egerek széklet-DNS-mintáinak összehasonlítása azt mutatta, hogy az elhízott egerek egerét enzimgénekkel telítik, amelyek lehetővé teszik a poliszacharidok hatékonyabb bomlását. Az elhízott egerek belsejében nagymennyiségű végső fermentációs termékek voltak - az ecetsav és a vajsav vegyületek, ami az élelmiszer-összetevők mélyebb feldolgozását jelzi. Kalorimetrikus (a "kalória" szóból!) Az egér székletminták elemzése megerősítette ezt: az ob / ob egerek széklet kevesebb kalóriát tartalmazott, mint a vad típusú egerek, amelyek nem teljesen felszívják az energiát az élelmiszerből.

Amellett, hogy a fontos információkat a „csíra” komponense elhízás szerzők tudták mutatni az alapvető hasonlóság a mikroflóra elhízott emberek és egerek, amelyek új távlatokat nyit a tanulmány a probléma a túlsúly, és esetleg megoldja ezt a problémát az „átadás” egészséges mikroflóra vagy annak kialakulása olyan betegeknél az elhízás miatt szenvednek.

Tesztelt egereken

És kimerültséggel

Az a tény, hogy a bélflóra képes kezelni a befogadó anyagcsere már nem kétséges. Gordon laboratóriumának kutatása, amely a túlzott súly problémáját szentelte, lehetővé tette, hogy a hidat anyagcsere-betegségek kezelésére helyezték át. Közülük olyan gyakori kimerülési típusok, amelyek egy-négy évig terjedő gyermeket érintenek a trópusi éghajlatú szegény országokban, mint a marasmus (a marasmus esetében ez a szó csak nyelvi kapcsolatban áll: görög. marasmoz szó szerint azt jelenti, kimerülés, kihalás) és kwashiorkor (Ghána egyik törzsének nyelvén kwashiorkhornak - a vörös fiú). A betegségek előfordulására hiányával összefüggő fehérjék és vitaminok az átmenetet a szoptató felnőtt élelmiszer. De a betegségek szelektíven befolyásolják a gyermekeket, akiknek a testvérei nem tapasztaltak problémát a régió hagyományos étrendjéhez való átmenet miatt. Tanulmányok kimutatták, hogy a bélflóra beteg gyermekek nagyon eltér a mikroflóra a szülők, valamint a mikroflórájának egészséges testvérek. Először is megállapította, hogy a szinte teljes hiánya bél populációk Bacteroidetes és az uralom a ritka fajok tartozó típusú Proteobacteria és Fuso. Miután a beteg gyermekek (vigyázva, hogy ne túladagolás!) Hízott kemény fehérjetartalmú élelmiszerek azok mikrobióta lesz hasonló a normális, mint a rokonok, túlnyomórészt Bacteroidetes és Firmicutes.

A legújabb tanulmányok nemcsak gyökeresen megváltozott az uralkodó fogalmak az emberi bélflóra, hanem hozzájárult a koncepció, amely szerint a bél mikroorganizmusok kiegészítő többsejtű „test” az ember. Olyan szerv, amely különböző sejtvonalakból áll, képes egymással és a gazdaszervezettel való kommunikációra. Az energiaáram újraeloszlására szolgáló szerv fontos fiziológiai reakciókat, a környezet hatása alatt bekövetkező változásokat hajtja végre, és a külső körülmények által okozott változásokkal visszaállítja önmagát. Folyamatos kutatás „bakteriális test” lehet és kell vezetnie, hogy értik a jogszabályok működése, a nyilvánosságra hozatal az ő finom kapcsolatokat fogadó, és ennek következtében az új módszerek elleni küzdelem az emberi betegségek célzott kezelésében zavarok a két komponens metaorganizma.

16s RNS elemzése

Riboszómális ribonukleinsavak (rRNS) - számos RNS-molekula, amelyek a riboszóma alapját képezik. Az rRNS fő funkciója az mRNS-ből származó információk transzlációs leolvasásának folyamata a tRNS molekulák adaptálásával és a peptidkötések képződésének katalizálásával a tRNS csatolt aminosavai között.

tartalom

Riboszómális részecske és az rRNS nómenklatúrája

Az érintetlen riboszómák elektronmikroszkópos képein látható, hogy két különböző méretű részrészből áll.

Az alrészecskék tömegének aránya:

2: 1; tömege, viszont kifejezett állandók mérése közvetlenül ülepítés (ülepedési sebesség a Svedberg egységek, S) a ultratsentrifugovanii, és ez a paraméter volt az alapja nómenklatúra rRNS és a riboszómák és riboszomális alegységek: típusú használt megnevezések

Például a 16 Svedberg egységek sedimentációs együtthatójával rendelkező riboszomális prokarióta RNS-t 16S rRNS-nek nevezzük.

Mivel a süllyedés együtthatói nem csak a molekulatömegtől, hanem a részecskék alakjától is függenek, a disszociáció ülepedési együtthatói nem additívak: például molekulasúlyú bakteriális riboszómák

3 * 10 6 A Dalton 70S ülepedési együtthatója 70S-nak és 50S és 30S alegységeknek disszociálódik:

A riboszomális részecskék tartalmaznak egy nagy hosszúságú rRNS molekulát, amelynek tömege

A riboszómális részecske tömegének 1/2 - 2/3-a, így a 70S bakteriális riboszómák esetében az 50S-os részecske 23S rRNS-t tartalmaz (hossza

3000 nukleotid) és a 30S-os részecskék 16S rRNS-t tartalmaznak (hossza

1500 nukleotid); nagy riboszomális alegység, kivéve a „hosszú” rRNS is tartalmaz egy vagy két „rövid” rRNS (5S rRNS bakteriális 50S riboszomális alegységek vagy 5S és 5,8S rRNS bolshii eukarióta riboszomális alegységek).

szintézis

A riboszomális RNS a teljes sejtes RNS nagy arányának (legfeljebb 80% -ának) felel meg, ilyen rRNS-mennyiség szükséges a kódoló gének intenzív transzkripciójához. Ezt az intenzitást az rRNS-eket kódoló gének nagyszámú példánya biztosítja: az eukariótákban több száz (

200 élesztő) tízmillióig (különböző vonalú gyapot esetében 50-120 ezer példányban) a tandem ismétlődő tömbökbe szerveződő gének.

Emberben az rRNS-t kódoló géneket a 13., 14., 15., 21. és 22. kromoszóma középső régiójában elhelyezkedő tandem ismétlődések csoportjaiba szervezzük.

Az RNS-polimeráz I-t hosszú ribulomális RNS-molekulának szintetizálják, amelyet a riboszómák alapjául szolgáló egyedi RNS-ekre vágnak. A baktériumok és az archaea esetében a kezdeti átirat általában 16S, 23S és 5S rRNS-t tartalmaz, amelyek között a feldolgozás során eltávolított pre-rRNS-szekvenciák találhatók. Általában egy vagy több tRNS gén található a 16S és 23S rRNS gének között; Így E. coliban a gének egy ilyen csoportjának kezdeti transzkripciója a következő:

(16S rRNS) - (1-2 tRNS) - (23S rRNS) - (5SrRNS) - (0-2 tRNS)

Az ilyen transzkriptumot a pre-rRNS és a tRNS fragmensekre osztjuk fel III. Ribonukleázzal.

A 18S, 5,8 és 25/28 rRNS-ek eukariótait RNS-polimeráz I-gyel átírják, míg az 5S rRNS-gént RNS-polimeráz III-val átírják.

Eukariótákban, gének koncentrációja térben kódolás rRNS, általában jól látható a sejtmagban, felhalmozódása miatt mintegy alegységeinek riboszómák, amelyek öntapadó azonnal megtörténik. Ezek a felhalmozódások jól festettek citológiai festékekkel és nukleoluszként ismertek. Ennek megfelelően, a jelenléte nucleolusok nem specifikusak valamennyi sejtciklusfázisok: a körzet egy sejtmag a profázis disszociál, mert rRNS szintézisét, és újra-szuszpendáljuk végén telofázisban képződik, miután visszatér rRNS szintézisét.

A pro- és eukarióta rRNS összehasonlító elemzése

A prokarioták és az eukarióták riboszómális RNS-ja (mint a riboszómák) különböznek egymástól, jóllehet a szekvenciák régiói szignifikáns hasonlóságot mutatnak. A prokarióta 70S riboszóma tartalmaz egy nagy 50S alegység (alapján szerkesztett két molekula rRNS - 5S és 23S) és a 30S kis alegység (épített alapján a 16S rRNS). 80S eukarióta riboszóma áll, egy nagy 60S alegység (épített alapján három molekula rRNS - 5S, 5,8S és 28S) és a 40S kis alegység (épített alapján 18S rRNS).

A szekvenciaadatok használata

Egy adott szervezet rRNS-jével kapcsolatos információkat az orvostudományban és az evolúciós biológiában alkalmazzák.

  • Az rRNS gén az egyik legkonzervatívabb (legkevésbé változó) gén. Ezért a szervezet szisztematikus helyzete és a kapcsolódó fajokkal való divergencia ideje meghatározható az rRNS-szekvenciák hasonlóságainak és különbségeinek elemzése alapján.
  • rRNS a cél a nagyszámú antibiotikum, amelyek közül néhány a klinikai gyakorlatban alkalmazott, mind gátlására a baktériumok (antibiotikumok, prokarióta riboszómakötő), és a humán betegségek kezelésére (antibiotikumok kötődnek eukarióta riboszóma). Az első csoportba tartoznak kloramfenikol, eritromicin, kasugamicin, mikrokokksin, spektinomicin, sztreptomicin, tiostrepton. A második higromicin B-hez, a paromomicinhez.

Előző Cikk

Hepatitis fórum

Következő Cikk

Miért barna a vizelet?

Kapcsolódó Cikkek Hepatitis