Wissenschaftler hack 'gemeinsamen darm bakterium


Wissenschaftler hack 'gemeinsamen darm bakterium

In einer neuen Studie in der Zeitschrift veröffentlicht Zellsysteme , Zeigen die Forscher, wie sie ein gemeinsames Darm-Bakterium entwickelt haben, um neue Funktionen zu haben, die die Kontrolle der Genexpression im Darmtrakt von Mäusen ermöglichen.

Die Forscher hoffen, dass sie eines Tages Darmsignalisierung verwenden können, um die Genexpression über konstruierte Bakterien zu modifizieren, die neue Behandlungsstrategien für zahlreiche gesundheitliche Bedingungen bieten könnten.

Die Studienführer Timothy K. Lu und Christopher Voigt vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) und Kollegen sagen, dass ihre Studie den Weg für die Entwicklung von Mikroben ebnen könnte, die Krankheiten im Darm erkennen oder Medikamente liefern können.

Forscher haben zunehmend untersucht, wie man Darm-Bakterien, so dass es therapeutisches Potenzial hält.

Letztes Jahr, zum Beispiel, Medical-Diag.com Berichtete über eine Studie von Forschern der Vanderbilt University in Nashville, TN, die detaillierte wie Escherichia coli Bakterien wurden modifiziert, um die Nahrungsaufnahme und Fettleibigkeit bei Mäusen zu reduzieren.

Das MIT-Team stellt jedoch fest, dass E coli Ist nicht im Darm in Hülle und Fülle vorhanden - es kann innerhalb von Tagen nach der Einführung gelöscht werden. Als solche haben sie ihre Aufmerksamkeit auf Bacteroides - speziell eine Art namens Bakteroide thetaiotaomicron .

"Verglichen mit E coli , Bacteroides Populationen zeigen eine geringe Variation in der Fülle und langfristige Kolonisation ", erklären die Autoren." B. thetaiotaomicron Ist beide weit verbreitet (in 46% der Menschen vorhanden) und reichlich [...] macht es zu einem vielversprechenden Organismus für das Verständnis und die Manipulation der Darmumgebung."

Darüber hinaus sagen die Forscher, dass diese Bakterien in der Lage sind, Gene "on demand" auszudrücken und sich in langfristige Wechselwirkungen mit menschlichen Zellen und anderen Darmbakterien zu engagieren. Dies bedeutet, dass eine Form dieser Bakterien entwickelt wurde, um Medikamente zu liefern, und ihre exprimierten Gene könnten länger im Darm bleiben.

Gene in konstruiertem Bakterium, ausgedrückt auf dem, was die Maus gefüttert wird

Ingenieur B. thetaiotaomicron , Das MIT-Team kombiniert eine Reihe von Werkzeugen Forscher haben zuvor verwendet, um andere Bakterien, einschließlich Promotoren, Ribosomen-bindende Sequenzen, Speicher-Schalter und CRISPR-Interferenz, und führte sie in das Bakterium.

"Wir haben dann gezeigt, dass genetische Vorrichtungen in den Bakterien implementiert werden können und gezeigt werden, dass sie im Zusammenhang mit dem Maus-Darm-Mikrobiom funktionieren." Sagt Lu.

Erklären, was diese Ergebnisse bedeuten, sagt Voigt:

Der Kulmination der Arbeit ist nicht nur Sie haben ein konstruiertes Bakterium, das den Mausdarm kolonisiert hat, aber Sie können einschalten, welche Gene im Bakterium aktiv sind, basierend auf dem, was Sie die Maus füttern. Das ist wirklich etwas Neues Es erlaubt Ihnen, zu kontrollieren, was das Bakterium an der Stelle macht, wo es funktioniert."

Die Forscher hoffen, ihre Arbeit zu menschlichen Versuchen zu bewegen, aber beachten Sie, dass es einige Barrieren gibt, um zuerst zu überwinden. Zum Beispiel mussten in dieser Studie die Mäuse Antibiotika erhalten, bevor ihr Darm mit kolonisiert werden konnte B. thetaiotaomicron .

Auch das Team sagt, dass sie zeigen müssen, dass die Bakterien konstruiert werden können, um komplexere Funktionen durchzuführen, wie die Fähigkeit, auf eine Vielzahl von sensorischen Eingaben zu reagieren.

Die Forscher sagen, dass das langfristige Ziel ist, intestinale Signalisierung zu verwenden, um die Genexpression über konstruierte Bakterien zu modifizieren, die neue Behandlungsstrategien für eine Vielzahl von gesundheitlichen Bedingungen bieten könnten.

"Das große Bild ist, dass die Bakterien, die in uns oder auf uns leben, die menschliche Gesundheit in sehr signifikanten Weisen beeinflussen und die vorhandenen Techniken, die wir haben, um das Mikrobiom zu modulieren - Antibiotika zu nehmen oder unsere Ernährung zu ändern - sind relativ begrenzt", bemerkt Lu.

"Wir hoffen, dass mit diesen Werkzeugen, um die intime Schnittstelle zwischen Bakterien und Menschen präzise zu entwickeln, wir in der Lage sein werden, einige wichtige gesundheitliche Probleme anzugehen."

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