Итак, теперь, когда мы знаем, что мы изучаем, давайте перейдем к самому проекту Human Microbiome. Первая фаза была рассчитана на пятилетний график и включала в себя получение образцов из микробиома человека и разработку эталонного набора последовательностей микробного генома (целью было 3000 последовательностей). Второй этап (2013-2015 гг.) Включает разработку своего рода каталога наборов данных по микробиомам, чтобы помочь научному сообществу в исследованиях и изучении болезней и здоровья. У них также есть более широкая и трудная задача по изучению связи между микробным сообществом человека и различными заболеваниями и состояниями.
Почему это не было сделано ранее? Технология не существовала. У ученых не было способа изучить обитателей микробиома, потому что их нельзя выращивать или изолировать в лабораторных условиях. Но благодаря прогрессу в секвенировании ДНК и технологиях ученые смогли изолировать генетический материал от сообществ микроорганизмов без необходимости их культивирования. И поэтому проект начался в 2007 году с бюджетом в 170 миллионов долларов и довольно простой задачей: взять пробы у достаточно большого количества здоровых людей, чтобы определить базовый уровень или структуру того, что влечет за собой человеческий микробиом.
Первый этап начался с набора добровольцев, которые считались «здоровыми». Это было непросто: 600 человек в возрасте от 18 до 40 лет были введены, но после тщательных исследований (на предмет таких заболеваний, как кариес и дрожжевые инфекции, а также общее состояние здоровья) более половины были отклонены. Двести сорок два субъекта из Хьюстона, штат Техас, и Сент-Луиса, штат Миссури, наконец, соответствовали критериям, и им повезло, что они неоднократно помазали несколько мест, а затем их биом был секвенирован более чем 200 учеными. в 80 различных учреждениях [источник: Колата ].
У каждого мужчины брали пробы в 15 местах, а у каждой женщины - в 18 (для учета микробной среды влагалища), каждый раз до трех раз за два года. Образцы включали области кишечника (взятые из стула), нос и несколько мест во рту и на коже.
В ходе исследования было получено более 11 000 образцов, и ученым удалось секвенировать часть материала РНК для выявления микробов, а также для определения размера популяции. К настоящему времени 800 образцов прошли всю последовательность генома. В результате проекта было сгенерировано 3,5 триллиона байтов данных, что в тысячу раз больше, чем в рамках проекта «Геном человека».
Ученые все еще разрабатывают более строгие протоколы отбора проб и пытаются найти базу технической поддержки и ресурсов.
Выводы (иначе вы можете многому научиться у своих микробов)
Имея триллионы и триллионы байтов данных, сгенерированных в рамках проекта «Микробиом человека», вы можете поспорить, что результаты не трудно найти. Одним из первых - и более шокирующих - открытий было то, что, основываясь на генетическом содержании образцов, в организме изученных взрослых может быть около 8 миллионов уникальных микробных генов. Это в сотни раз больше, чем человеческий геном вносит в организм. Они также обнаружили, что даже у этих здоровых людей были микробы, которые могли вызвать проблемы в ослабленной иммунной системе , но в большинстве случаев они казались безобидными. Это означает, что такие бактерии, как стафилококк и кишечная палочка , присутствуют у нормальных людей, но не обязательно представляют инфекцию.
Еще круче: в каждом человеке не было ни одного микроба, что также предполагает отсутствие «нормального» микробиома. Они также обнаружили, что микробы были наиболее похожи на одном и том же сайте разных субъектов. (Это означает, что между двумя людьми микробные сообщества на коже, например, были более похожи, чем микробные сообщества в разных местах на одном человеке.) Но разные бактерии могут выполнять одну и ту же функцию у разных людей: в то время как два человека могут переваривать углеводы одинаково хорошо, это могут быть два разных вида бактерий, которые выполняют работу в каждом человеке.
Изучение микробиома человека (и использование данных проекта) уже привело к удивительным результатам. Исследование, проведенное в 2012 году, показало, что вагинальный микробиом значительно меняется с беременностью. Lactobacillus johnsonii - это вид бактерий, обычно обнаруживаемых в кишечнике, которые помогают переваривать молоко, но он процветает во влагалище, когда женщина этого ожидает. Ученые предполагают, что ребенок, проходящий через влагалищный канал и впервые встречающий микробы, может использовать эти микробы, чтобы помочь переваривать грудное молоко с самого начала. Также было высказано предположение, что вагинальные роды, которые немедленно подвергают ребенка воздействию кишечных, вагинальных и кожных микробов, могут оказаться более идеальными для иммунной системы ребенка, чем роды в стерильном кесаревом сечении. Исследование, проведенное в Пуэрто-Рико, посвящено изучению вопроса о том, может ли вымывание детей из кесарева сечения с выделениями из влагалища вскоре после рождения способствовать возникновению выносливой бактериальной колонии.
И давайте не будем забывать, что изучение бактерий, мы надеемся, приведет к лучшему пониманию антибиотиков и устойчивости бактерий. Больше не представляется возможным предполагать, что «хорошие» бактерии будут автоматически заселяться после того, как произойдет «резкий удар», который происходит, когда вводится антибиотик. Ученые думают о микробной среде, которая нуждается в тщательной обрезке и воспитании. Вместо того, чтобы давать антибиотики для уничтожения стафилококка, альтернативой может быть применение крема, которым могут питаться хорошие бактерии, чтобы помочь свергнуть злоумышленников с стафилококком.
Чтобы узнать больше о микробных друзьях, которые общаются без арендной платы на вашем лице, посетите следующую страницу для получения дополнительной информации.
БОЛЬШЕ МИКРОБНЫХ НАХОДОК
За последние несколько лет было получено немало микробных находок, отчасти благодаря проекту «Микробиом человека». Одним из них было введение фекальных трансплантатов для лечения пациентов, инфицированных C. difficile ; В настоящее время ученые надеются, что вместо этого можно будет использовать определенный тип бактерий. Ученые также обнаружили, что у пациентов с периодонтитом повышен определенный штамм бактерий, что позволяет нам лучше понимать здоровье полости рта. Исследователи также изучают, почему, когда кишечные бактерии от мышей с ожирением переносятся на своих худых собратьев, более тонкие мыши набирают вес. В настоящее время исследования показывают, что микробиом более толстых мышей может изменить то, как организм использует сахар для накопления энергии и жира.
Примечание автора: как работает проект «Микробиом человека»
Трудно не быть очарованным тем фактом, что наши тела на самом деле не наши, а требуют сложной системы живых существ, чтобы помочь нам пережить день. Вспоминая, что микробы могут жить счастливо без нас, но мы были бы мертвы без микробов, это позволило бы нам развивать и защищать систему, которая питает и защищает нас.
