Медицинская карта
Плохой врач лечит болезнь, хороший - причину болезни.
  • гепатит
  • Недели беременности

    Беременность по неделям

  • Сколько живут с диагнозом рак
  • Как рыбий жир может уменьшить воспаление

Эволюция изнутри: исследование Пенна показывает, как вирусы в кишечных бактериях меняются со временем

2021-02-07 10:27:57

Люди - это гораздо больше, чем просто сумма всех клеток, образующих органы и ткани. Пищеварительный тракт также является домом для огромной колонии бактерий всех разновидностей, а также множества вирусов, которые на них охотятся. Поскольку типы бактерий, переносимых в организме, варьируются от человека к человеку, то же самое относится и к этой вирусной популяции, известной как виром. 



Филогенетическое дерево микрофагов, обнаруженных в исследовании PNAS и других исследованиях. Четыре контига микрофага с наивысшими показателями замен, наблюдаемых в исследовании PNAS, показаны большими черными буквами. Масштабная линейка показывает долю аминокислотных замен в основном белке оболочки из 919 аминокислот, которая была выровнена для создания дерева.


Авторы и права: Фредерик Бушман, доктор философии, Медицинская школа Перельмана, Пенсильванский университет; PNAS


Ссылки по теме

Медицинский факультет Перельмана при Пенсильванском университете


Система здравоохранения Пенсильванского университета


Внимательно наблюдая и анализируя виром одного человека в течение двух с половиной лет, исследователи из Медицинской школы Перельмана при Университете Пенсильвании под руководством профессора микробиологии Фредерика Д. Бушмана, доктора философии . , открыли некоторые важные новые идеи о том, как вирусная популяция может изменяться и развиваться - и почему виром одного человека может так сильно отличаться от вирома другого. Эволюция и разнообразие вирома может влиять на восприимчивость и устойчивость к болезням среди людей, наряду с различной эффективностью лекарств.  


Их работа была опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences . 


Большая часть вирома состоит из бактериофагов, вирусов, которые инфицируют бактерии, а не напрямую атакуют их человеческих хозяев. Однако изменения, которые бактериофаги наносят бактериям, также могут в конечном итоге повлиять на человека. 


«Бактериальные вирусы - хищники бактерий, поэтому они влияют на их популяцию», - говорит Бушман. «Бактериальные вирусы также переносят гены токсинов, факторов вирулентности, которые изменяют фенотип их бактериального хозяина». Таким образом, невинная доброкачественная бактерия, живущая внутри тела, может быть преобразована вторжением вируса в опасную угрозу.


В 16 временных точках в течение 884 дней Бушман и его команда собрали образцы стула у здорового мужчины и извлекли вирусные частицы, используя несколько методов. Затем они выделили и проанализировали контиги ДНК (смежные последовательности) с помощью сверхглубокого секвенирования генома.


«Мы собрали необработанные данные о последовательностях, чтобы получить полные и частичные геномы, и проанализировали, как они изменились за два с половиной года», - объясняет Бушман. В результате получилась самая длинная и обширная картина работы человеческого вирома.


Исследователи обнаружили, что, хотя примерно 80 процентов идентифицированных типов вирусов остались в основном неизменными в ходе исследования, некоторые виды вирусов со временем изменились настолько существенно, что, как отмечает Бушман, «можно сказать, что мы наблюдали события видообразования». 


Это особенно верно в отношении группы Microviridae , которые представляют собой бактериофаги с однонитевыми кольцевыми геномами ДНК. Несколько генетических механизмов привели к изменениям, включая замену основных химических веществ; создающие разнообразие ретроэлементы, в которых ферменты обратной транскриптазы вносят мутации в геном; и CRISPR (кластерные короткие палиндромные повторы с регулярными промежутками), в которых фрагменты последовательностей ДНК бактериофагов включены в качестве спейсеров в геномы бактерий.


Такая быстрая эволюция вирома была, пожалуй, самым удивительным открытием для исследовательской группы. Бушман отмечает, что «у разных людей в кишечнике довольно разные бактерии, поэтому вирусные хищники на этих бактериях также разные. Однако еще одна причина, по которой люди так отличаются друг от друга с точки зрения своего вирома, подчеркивается в этой статье, заключается в том, что некоторые вирусы, попадая внутрь человека, очень быстро меняются. Так что часть вирусного сообщества диверсифицируется и становится уникальной для каждого человека ». 


Поскольку люди приобретают бактериальную популяцию - и сопутствующий ей виром - после рождения из-за еды и других факторов окружающей среды, логично, что микробная популяция, живущая внутри каждого из нас, будет отличаться от человека к человеку. Но эта работа, говорят исследователи, демонстрирует, что еще одним важным объяснительным фактором является постоянная эволюция вирома в организме. Этот факт имеет важное значение для различий в восприимчивости и устойчивости к заболеваниям у разных людей, а также для эффективности различных лекарств и других методов лечения. 

Оставьте комментарии и отзывы!

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

(обязательно)