Miova isan'andro ny bakteria an'arivony tapitrisa ao amin'ny rafi-pandevonan-kaninao; ny sakafo hohaninao, ny fanafody raisinao, ary ny mikraoba atrehanao dia mahatonga ny bakteria sasany hiroborobo kokoa noho ny hafa. Fantatry ny mpahay siansa fa mifandray amin'ny fahasalamanao sy ny aretinao io fifandanjan'ny mikraoba tsy mitsaha-miova io, saingy sahirana izy ireo hamantatra hoe inona no mahatonga ny fifandanjana mikraoba ho tsara kokoa noho ny iray hafa.
Tao anatin'ny folo taona lasa, ny mpahay siansa dia namaritra ny microbiome an'ny olona iray - ny fanangonana mikraoba hita ao amin'ny tsinain'ny olombelona - amin'ny famaritana ny karazana bakteria misy, ary ny habetsahan'izany. Ankehitriny, vondrona mpikaroka iray notarihan'i Katie Pollard, PhD, ao amin'ny Gladstone Institutes dia namoaka fanadihadiana vaovao roa izay manoro hevitra ny fanaraha-maso ny tadin'ny bakteria - fa tsy ny karazana ihany - dia mety hanome fomba fijery tsara kokoa momba ny microbiome.
Ny karazana bakteria dia mitovy kely amin'ny karazana alika na karazana voatabia - ampahany amin'ny karazana iray ihany, saingy tsy mitovy.
Ao amin'ny fanadihadiana iray navoaka tao amin'ny diary Nature Biotechnology, ny laboratoara Pollard dia niara-niasa tamin'i Stephen Nayfach, PhD, mpahay siansa mpikaroka ao amin'ny Departemanta Amerikana momba ny Angovo Joint Genome Institute, mba hamolavola fomba kajy vaovao handinihana ny tadin'ny bakteria misy ao anaty santionany microbiome. haingana sy mora kokoa noho ny teknolojia efa misy. Ny fomba fiasa vaovao, hoy i Pollard, dia ahafahan'ny mpikaroka manao fanadihadiana lehibe kokoa sy mazava kokoa momba ny microbiome noho ny teo aloha.
Tao amin'ny taratasy misaraka navoaka an-tserasera tao amin'ny Genome Research, Pollard dia niara-niasa tamin'ny laboratoara Benjamin Good, PhD, ary Michael Snyder, PhD, tao amin'ny Oniversiten'i Stanford mba hanaraha-maso ny tadin'ny bakteria hita ao amin'ny microbiome an'ny olona iray amin'ny teboka 19 samihafa mandritra ny 5- vanim-potoana iray volana, anisan'izany ny aloha sy aorian'ny fitsaboana antibiotika. Hitan'izy ireo fa, amin'ny toe-javatra sasany, ny habetsahan'ny karazana bakteria dia nijanona teo anelanelan'ny vanim-potoana, saingy niova be ny fihenjanana ao anatin'io karazana io.
Mahatonga ny Microbiome misy dikany
Ao anatin'ny tsinay, ny bakteria dia mety tsy mandevon-kanina fotsiny ny sakafonao. Eny tokoa, ny fanadihadiana dia naneho fa ny olona manana aretina isan-karazany toy ny aretin'ny tsinay, asma, autisme, diabeta, ary homamiadana dia manana bakteria samihafa ao amin'ny rafi-pandevonan-kanina raha oharina amin'ny olona salama. Saingy ny fitsaboana vitsivitsy mikendry ny microbiome dia nipoitra avy amin'ireo fandinihana ireo hatreto.
Koa satria ny bakteria tsirairay dia manana kaody fototarazony manokana, ny mpahay siansa dia miantehitra amin'ny filaharan'ny ADN mba hamantarana izay bakteria monina ao amin'ny microbiome misy olona iray. Saingy sarotra ny famakafakana ny filaharan'ny ADN noho ny habeny sy ny fahasarotan'ny angon-drakitra. Na dia afaka mampiasa fomba efa misy aza ny mpikaroka mba hamaritana izay karazana misy, ireo dia tsy manome afa-tsy ampahany amin'ny sarin'ny fahasamihafan'ny microbiome sy ny asany. Izany dia satria ny tebiteby samihafa amin'ny karazana bakteria iray dia mety manana fahasamihafana ara-pananahana lehibe, izay matetika dia lehibe loatra ka miteraka fihetsika samihafa.
Hatramin'izao, ny famantarana ny fahasamihafan'ny fototarazo amin'ny santionan'ny microbiome dia mitaky hery informatika avo lenta sy fitahirizana rahona — zavatra tsy azon'ny ankamaroan'ny laboratoara. Tsy maintsy nampitahain'ny mpikaroka ny sombintsombin'ny ADN an-tapitrisany avy amin'ny fototarazon'ny bakteria an'arivony ao amin'ny microbiome amin'ny angon-drakitra misy ny filaharan'ny zavamiaina bitika rehetra fantatra, amin'ny fampiasana teknika antsoina hoe fampifanarahana ny filaharana.
Fantatr'i Pollard sy ny mpiara-miasa aminy fa ny filaharan'ny génome lava dia mahazatra amin'ny karazana bakteria na karazana bakteria maro. Noho izany, ireo filaharana ireo dia tsy azo ampiasaina mba hamaritana karazana bakteria manokana. Nahazo aingam-panahy tamin'ny fomba famakafakana ireo faritra miovaova indrindra amin'ny fototarazon'ny olombelona ihany ny ekipa, ka nitady ny habetsan'ny fampahafantarana filaharana kely indrindra ilainy alaina avy amin'ny angon-drakitra microbiome mba hamantarana hoe inona ny tebiteby ao anatiny.
Ny mpikaroka dia nanadihady momba ny génomika 100,000 ampahibemaso sy avo lenta avy amin'ny karazana bakteria 900 eo ho eo izay hita matetika ao amin'ny tsinain'ny olombelona. Nahita tady ADN 104 tapitrisa izy ireo tao amin'ny fototarazo bakteria izay miovaova matetika eo amin'ny karazana bakteria. Avy eo, nampiasa an'io fampahalalana io izy ireo hamolavola algorithm vaovao, antsoina hoe GenoTyper for Prokaryotes (GT-Pro), izay mikaroka ny angon-drakitra fizotry ny microbiome ho an'ny fifanandrinana marina amin'ireo tady fototra izay miasa ho toy ny famantarana ny tadin'ny bakteria. Tsy toy ny fomba fampifanarahana ny filaharana teo aloha, ny GT-Pro dia mifanaraka amin'ny fitadidian'ny solosaina finday ary tsy mitaky informatika sy crédit rahona.
Ny sehatry ny fikarohana dia noferana teo aloha noho ny zava-misy fa ny laboratoara vitsivitsy eran'izao tontolo izao ihany no manana vola na fitaovana informatika handinihana ny angon-drakitra microbiome amin'ny famahana ny tebiteby.
Antibiotika aloha sy aorian'ny
Ny iray amin'ireo fanontaniana niezahan'ny mpikaroka microbiome hovaliana tato anatin'ny taona vitsivitsy dia ny fiovan'ny microbiome ao amin'ny vatan'ny olona iray rehefa mandeha ny fotoana. Ity fanontaniana ity dia voavaly amin'ny sehatra karazana; Ny mpahay siansa dia nanara-maso ny fiovan'ny karazana microbiome misy olona miaraka amin'ny sakafo, aretina, na fiovan'ny tontolo iainana. Saingy tsy nahomby ny valiny nanazava ny fomba ahazoan'ny microbiome asa vaovao, toy ny fanoherana antibiotika na ny fahafahana manafoana ny fanafody chimiothérapie, rehefa tsy miova isam-bolana ny firafitry ny karazana.
Pollard sy ny mpiara-miasa aminy dia te-handalina an'io fanontaniana io amin'ny ambaratonga lalindalina kokoa, amin'ny famakafakana ny fiovan'ny bakteria, fa tsy ny karazana, rehefa mandeha ny fotoana. Naverin'izy ireo indray ny fomba iray natao hanitsiana ny selan'olombelona tokana ary nampiasainy hametahana molekiolan'ny ADN bakteria. Izany dia nahafahan'ny vondrona nanara-maso ny karazana bakteria tsirairay ao amin'ny olona iray nandritra ny fandalinana 5 volana.
Ny ekipa dia nandamina ny microbiome ho an'ny olona salama eo ho eo indray mandeha isan-kerinandro mandritra ny 5 volana. Nandritra io vanim-potoana io dia nahagaga fa voan'ny aretin'i Lyme ilay lohahevitra ary nahazo antibiotika nandritra ny 2 herinandro — fantatra fa manafoana karazana bakteria maro, anisan'izany ireo miaina ao amin'ny tsinay.
Amin'ny toe-javatra sasany, dia marina izany — karazana mikraoba sasany, ary karazana mikraoba dia tena naharitra, izay manana génome saika tsy miova amin'ny fiandohana sy fiafaran'ny fe-potoana 5 volana. Saingy amin'ny toe-javatra hafa, ny tebiteby misy aorian'ny antibiotika dia tsy mitovy amin'ny an'ny voalohany na dia tsy niova aza ny habetsahan'ny karazana. Ny zava-dehibe dia tsy ho hita ireo fahasamihafana ireo raha tsy nanadihady ny karazana misy ao amin'ny santionan'ny microbiome tsirairay ny ekipa.
Na dia tsy mbola azo ampiasaina amin'ity fanadihadiana ity aza ny algorithm GT-Pro, dia nilaza i Pollard fa hanamora kokoa ny fandalinana ho avy mitovy amin'izany — ary mora kokoa — ny fitarihana.
Mamorona lalana vaovao ho an'ny fandalinana mikrobioma
Ny bakteria ao amin'ny vatanao dia toy ny ala mikitroka — zavamananaina velona sy miova ary misy zavamananaina miara-miaina ao anatin'ny fifandanjana marefo. Rehefa mijery sary avy amin'ny zanabolana ery ambony ny ekolojia, dia afaka manara-maso ny fiovana lalina sy mivaivay indrindra amin'ny ala mikitroka, saingy tsy hahita ireo pitsopitsony tsara kokoa mamolavola ny tontolo iainana izy ireo.
Toy izany koa, ireo izay mandalina ny microbiome amin'ny fijerena ny fiovan'ny karazana dia mahazo fomba fijery avo lenta momba ny tambajotra, ary tsy mahita afa-tsy ny fifandraisana miharihary indrindra amin'ny fahasalamana sy ny aretina. Saingy miaraka amin'ny GT-Pro sy ny fomba fijery vaovao momba ny tadin'ny mikraoba, hoy i Pollard, dia hiseho ny rohy vaovao.
INONA NO HALAINA AMIN'Ity ARTICLE ITY:
- In one study published in the journal Nature Biotechnology, Pollard’s lab worked with Stephen Nayfach, PhD, a research scientist at the US Department of Energy Joint Genome Institute, to develop a new computational method to analyze the strains of bacteria present in a microbiome sample much more quickly and affordably than existing technologies.
- In a separate paper published online in Genome Research, Pollard collaborated with the labs of Benjamin Good, PhD, and Michael Snyder, PhD, at Stanford University to track the strains of bacteria present in one person’s microbiome at 19 different time points over a 5-month period, including before and after a course of antibiotics.
- Researchers had to compare millions of DNA fragments from the genomes of thousands of bacteria present in the microbiome to a database with the sequences of every known microorganism, using a technique known as sequence alignment.
