Antibiotika in menschlichen körperbakterien gefunden


Antibiotika in menschlichen körperbakterien gefunden

Forscher haben das menschliche Mikrobiom entdeckt - die Sammlung von Mikroorganismen, die in und auf unserem Körper leben - enthält über 3.000 Cluster von bakteriellen Genen mit Blaupausen für den Aufbau zellulärer Fabriken, die drogenähnliche Moleküle herstellen. In einer Studie veröffentlicht in Zelle , Zeigen sie, wie ein Gen-Cluster aus Bakterien, die in der Vagina Codes für Enzyme leben in der Lage, ein Antibiotikum namens Lactocillin.

Der traditionelle Blick darauf, wie Antibiotika zustande kommen, ist die Drogenfirmen, die die Bundesländer ihnen zustimmen, die Ärzte verschreiben sie, und dann nehmen wir sie, um die Bugs zu überwinden, die sie anpacken sollen.

Aber diese neue Studie zeigt ein überraschendes alternatives Szenario: Bakterien in und auf unseren Körper sind bereits damit beschäftigt, kleine Fabriken zu schaffen, die Antibiotika ebenso leistungsfähig machen und in der Lage sind, spezifische Pathogene wie die von Pharmaunternehmen auszurichten.

Mikrobiom ist nicht zufällig, sondern mit den Gastgebern gemeinsam entwickelt

Eine der bemerkenswertesten biologischen Entdeckungen der letzten Zeit ist das menschliche Mikrobiom, die Trillionen von Mikroben, die in und auf dem menschlichen Körper leben. Als sie fortfahren, es zu erforschen und besser zu verstehen, sind die Wissenschaftler gekommen, um zu erkennen, dass das menschliche Mikrobiom nicht zufällig ist und eine Rolle in vielen grundlegenden Lebensprozessen spielt.

Während Forscher schon lange Bakterien in und auf dem menschlichen Körper leben, hat sich die traditionelle Mikrobiologie typischerweise auf einzelne Arten konzentriert und sie als isolierte, kultivierbare Einheiten betrachtet. Aber jüngste Fortschritte in Technologien wie DNA-Sequenzierung haben ein anderes Bild aufgedeckt - diese Arten von Mikroben leben als Gemeinschaften, die sich mit ihren Gastgebern über Millionen von Jahren eng entwickelt haben.

Unsere Bakterien sind in einer breiten Palette von Stoffwechsel- und Entwicklungsprozessen involviert, von der Lebensmittelverdauung bis zur Vitaminsynthese. In letzter Zeit haben die Wissenschaftler sogar vorgeschlagen, dass der Darm Mikrobiom Anhaltspunkte über Autismus bieten kann.

Menschliches Mikrobiom kann eine reiche Quelle von natürlich vorkommenden Medikamenten sein

Jetzt in dieser neuesten Studie, die Forscher vorschlagen, das menschliche Mikrobiom kann eine reiche Quelle von natürlich vorkommenden Medikamente für den Schutz der Gesundheit sein.

Lactocillin ist eng mit Antibiotika verwandt, die pharmazeutische Unternehmen bereits testen. Es tötet mehrere Bakterien, die die Vagina infizieren, während sie harmlose Mikroben intakt lassen.

Senior-Autor Michael Fischbach, Assistent Professor für Bioingenieurwesen in der School of Pharmacy an der University of California San Francisco, sagt, während Wissenschaftler entdeckt haben, dass Krankheit scheint zu entstehen, wenn Mikrobiome Arten Vielfalt und Abundanz unterscheidet sich von der normalen Bereich, die Identifizierung von Molekülen, die Kontrolle Wechselwirkungen zwischen den Bakterien und den Wirtszellen sind zurückgeblieben, und bis jetzt sind wir uns nur einer Handvoll davon bewusst.

In gewisser Weise sollte es nicht überraschen, dass unsere Mikrobiome Drogen machen. Prof. Fischbach, der sich darauf spezialisiert hat, interessante Moleküle von Mikroben zu entdecken, sagt etwa ein Drittel aller Medikamente, die wir verwenden, kommen aus Mikroben und Pflanzen. Dazu gehören Antibiotika wie Penicillin, viele Chemotherapeutika und Medikamente zur Senkung des Cholesterins.

In ihrer Studie, er und seine Kollegen gereinigt und gelöst die Struktur von Lactocillin, eine antibiotische Verbindung, die von einer gemeinsamen Bakterien-Spezies produziert wird, Lactobacillus gasseri , Gefunden in mikrobiellen Kolonien in der Vagina.

Lactocillin ist eng mit Antibiotika verwandt, die pharmazeutische Unternehmen bereits testen. Es tötet mehrere Bakterien, die die Vagina infizieren, während sie harmlose Mikroben intakt lassen.

Zukünftige Studien sollten molekulare Veränderungen im Mikrobiom untersuchen

In ihrer Studie nutzte das Team einen Algorithmus, den sie als ClusterFinder entwickelten, um Cluster von bakteriellen Genen zu identifizieren, die auf koordinierte Weise eingeschaltet werden, um die Produktion von Molekülen, die biologisch am Menschen aktiv sind, zu führen.

Als sie es benutzten, um genomes aus Mikrobiome-Spezies und Daten über die Genaktivität von menschlichen Proben systematisch zu analysieren, identifizierten sie 3,118 verschiedene Cluster von bakteriellen Genen, die in verschiedenen Teilen des menschlichen Körpers gefunden wurden.

Die Gencluster, die sie identifizierten, kodieren Enzyme, die Arzneimittel-ähnliche Moleküle produzieren, die in bekannte Klassen von Medikamenten, die von Pharmaunternehmen produziert werden, passen.

Sie fanden auch, dass der Grad der Analyse, die verwendet wird, um Bakterien innerhalb menschlicher Mikrobiome zu identifizieren, nicht detailliert genug ist, um zu zeigen, welche Moleküle durch welche Bakterien hergestellt werden. Verschiedene Arten machen unterschiedliche Moleküle, und sogar Stämme innerhalb jeder Spezies unterscheiden sich in den Molekülen, die sie produzieren, sagt Prof. Fischbach, der erklärt:

Wir müssen lernen, was diese Moleküle sind und was sie tun. Dies könnte einen Pool von Molekülen mit vielen tantalisierenden Kandidaten für die medikamentöse Therapie darstellen. Es ist seit einigen Jahren klar, dass Variationen und Veränderungen im menschlichen Mikrobiom interessante Effekte auf den menschlichen Wirt haben, und nun können wir beginnen zu bestimmen, warum dies auf molekularer Ebene wahr ist."

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