Grenser for Unge Sinn

Microbiome—En Ny Menneskelig Organ?

Tenk deg spenningen hvis leger plutselig oppdaget et nytt organ i kroppen! Dette er nøyaktig hva som har skjedd i de siste årene. Vi vet nå at, i tillegg til lungene, nyrene, hjernen, leveren og hjertet, vi har et annet organ til å vurdere—den microbiome., Dette nye organet er helt annerledes, fordi den er laget av mikrober snarere enn menneske cellene. Mikrober er små organismer som inneholder bakterier. En fantastisk ting om dette nye organet er at vi er født uten det. Når vi blir født, vi får bakterier fra våre mødre og så fortsetter vi å legge til flere og flere bakterier fra omgivelsene, før vi har ca 1000 forskjellige typer bakterier på og inne i kroppene våre. Bakterier er små, men de kan formere seg svært raskt, og i løpet av bare noen timer, en bakterie som kan bli tusenvis eller millioner av nye bakterier., Alle har en unik microbiome, forskjellig fra alle andre. Vi har våre microbiomes for hele vårt liv. Den microbiome er for det meste ligger i tarmen, men det er også en hud microbiome og en lunge microbiome.

Men vent—bakterier lever med oss hele vårt liv? De fleste av oss tenker på bakterier som er til stede bare på skitne ting, men de er overalt, også på innsiden av oss. Bakteriene ikke bare gjøre oss syke—de kan gjøre mange gode jobber, som å konvertere melk til yoghurt og ost, eller hjelpe plantene til å vokse., Vi trenger bakterier i vår microbiomes for å hjelpe oss til å fordøye maten vår, og til å «trene» vårt immunforsvar, blant andre viktige roller. Hundrevis av laboratorier rundt om i verden arbeider med å forstå de andre rollene som microbiome spiller i menneskelig helse. Forskning har funnet at personer med visse sykdommer og tilstander som Inflammatorisk Tarmsykdom (crohns Sykdom eller visse kreftformer har ulike microbiomes enn friske mennesker, men det har vært vanskelig å vise om endringer i microbiome er ansvarlig for disse sykdommene., I tillegg til å knytte microbiome til gut og hud problemer, siste arbeid har selv gitt overbevisende bevis for at bakterier i tarmen kan påvirke hjernen vår! For eksempel, når forskerne overført gut microbiome fra mennesker som lider av depresjon i rotter, dyr begynte å vise atferd som også er karakteristisk for depresjon. Den microbiomes fra ikke-deprimerte mennesker ikke har denne effekten.,

Bakteriofager—Virus Som Infiserer Bakterier

Vår microbiomes inneholder billioner bakterier som lever i og på kroppen vår, men mangfoldet av liv som bor i oss ikke stoppe der. Jonathan Swift var en Irsk poet som skrev linjer:

Så, naturforskere observere, et bruktmarked

Har mindre lopper som på ham byttedyr;

Og disse har mindre fortsatt å bite ’em,

Og så videre ad infinitum.

Swift hadde aldri hørt om microbiome, men han beskrev det perfekt., Vi har bakterier som lever på oss, og bakterier har bakteriell virus som lever på dem (Figur 1). Disse virusene er kalt bakteriofager (eller fager). Virus er forskjellige fra bakterier i at de ikke er laget av celler, men i stedet består av et stykke av DNA (eller RNA) pakket i et protein strøk. Virus er så små at vi ikke kan se dem med normal mikroskoper. For å gi deg en følelse av sin størrelse, hvis en phage var størrelsen av perioden på slutten av denne setningen, så mennesker ville være nesten 4 mil (6 km) høye! Fager er den enkleste og mest tallrike organismer på jorden.,

Fager er virkelig veldig vakkert (Figur 2) og hvordan de formerer seg er ganske interessant. En phage festes til en bakterie og injiserer sin DNA i bakterier celle., Bakterien deretter blir til en phage fabrikken, som produserer så mange som 100 nye fager før det sprekker, og slipper fager å angripe flere bakterier. Dette betyr at fager kan vokse mye raskere enn bakterier. I noen land, særlig i Øst-Europa, fager er faktisk brukes til å behandle bakterielle infeksjoner. Hver phage kan bare drepe en type bakterier, så hvis en lege vet hva slags bakterier infiserer en pasient, kan det være mulig å gi pasienten en phage som kan infisere og drepe at type av bakterier. Fager kan ikke infisere humane celler, og slik at de ikke utgjør noen trussel mot oss.,

Fager I Oss

Vi har kjent i mange år at mange av fager er tilstede i tarmen, men som vi egentlig ikke vet så mye om dem. Så begynte vi å studere dem., For det første, vi skilte fager bort fra alt annet i tarmen, og da vi sekvensert dem. Sekvensering tillatt oss å «lese» phage DNA og forutsi hvor mange og hvilke typer fager er til stede. Vi ble overrasket over å lære at det finnes tusenvis av forskjellige fager i den menneskelige tarmen. De fleste av dem var helt ukjent. Noen av gut fager er svært enkel og har bare tre gener, mens andre er store og har mer enn 500 gener.

Hvis det er massevis av fager tilstede i tarmen og de reproduserer svært raskt, hvorfor gjør de ikke bare tørke ut alle bakterier i tarmen?, Vel, som tilfellet ofte er i vitenskap, svaret er ganske komplisert. Noen ganger phage kan ikke bare finne sin riktige bakteriell mål i svært overfylt miljøet i tarmen. Også bakterier kan forsvare seg mot fager på ulike måter, inkludert å hindre phage fra feste, hakke opp phage DNA som det går inn i cellen, og selv å ta drastiske skritt for å begå «selvmord» å hindre phage fra multiplisere og angripe bakterier er nære slektninger., Som et resultat, er det en kompleks balanse mellom fager og bakterier i tarmen, og et stabilt forhold er dannet. Bakterier er i stadig utvikling for å bekjempe fager og fager er også i rask utvikling til å overvinne bakteriell forsvar.

Hvorfor er Det Viktig å Studere Bakteriofager?

Hvorfor er vi interessert i å studere fager i tarmen? Hvorfor er alle finansiering laboratorier som vårt, og andre som forsøker å forstå disse enkle, men likevel komplekse skapninger? En god grunn er at vi kan lære mye av grunnleggende biologiske prinsipper ved å studere fager., Ganske mange nobelpriser har blitt tildelt phage forskere for at svært grunn. Så sent som i 2018 nobelprisen i Kjemi ble tildelt George Smith og Gregory Vinteren som brukte det faktum at phage vokse og mutere raskt å utvikle nye antistoffer som har blitt brukt til å kurere mange sykdommer, inkludert enkelte former for kreft.

en Annen grunn til at vi studerer fager i tarmen er som vi håper de kan gi oss en svært presis måte å manipulere eller utvikling microbiome., Vår hypotese er at fager er en av de viktigste delene av microbiome, og vi designe og utføre eksperimenter for å teste den ideen. En ting vi gjør er å overføre phage fra en sunn microbiome inn i en microbiome som har blitt skadet av antibiotika, for å se om vi kan gjenopprette en sunn microbiome.

Selv om vår hypotese viser seg å være feil, vi vil nesten helt sikkert fortsatt lære mye underveis., Men hvis vi er riktig, så en dag leger kan være i stand til å bruke fager å re-forme microbiome fra en usunn til sunn tilstand, noe som kan muligens bidra til å kurere flere sykdommer eller lidelser. Kanskje ved å legge til svært høye tall av fager mot noen spesifikke mål bakterier, vi kan endre microbiome på en positiv måte. Kanskje det vil bli en gang i fremtiden når vi kan «fikse» en skadet microbiome med fager, på samme måte som kirurger kan nå operere nettopp på et skadet hjerte-eller leveren., Men dette vil bare være mulig med en gang vi har en mye bedre forståelse av tall og arten av våre fager, og så mange eksperimenter må gjøres for å komme til det punktet.

En kjent forsker ved navn Sir Peter Medawar gang beskrevet virus som «et stykke av dårlige nyheter er pakket inn i et protein,» men i fremtiden håper vi å vise at fager er «en mulighet er pakket inn i et protein.»

Ordliste

Microbiome: samlingen av alle mikrober i et bestemt miljø, som i den menneskelige kroppen.,

Mikrobe: mikroorganismer, slik som bakterier, sopp og bakteriofager.

Bakterier: En type mikrobe. En bakterie er en enkelt celle som kan dele seg å danne to celler.

Virus: En type mikrobe som kan infisere celler. Menneskelige virus infisere humane celler, anlegg virus infisere anlegg celler, etc.

Bacteriophage: Et virus som infiserer bakterier, også kalt en phage.

DNA: molekylet som bærer all informasjon i form av gener som trengs for å produsere proteiner. Alle organismer får sin DNA fra sine foreldre.,

interessekonflikt

forfatteren erklærer at forskningen ble gjennomført i fravær av kommersielle eller finansielle forhold som kan oppfattes som en potensiell interessekonflikt.