Mikrobų Manifestas: Visuotinis Postūmis Suprasti Mikrobiomą („Kavli“ Apvalusis Stalas)

{h1}

Mikrobų yra visur, ir pirmą kartą žmonės pradeda juos vertinti kaip rūšis, turinčias daugiau naudos žmonijai, o ne mums.

Alanas Brownas yra „Kavli“ fondo rašytojas ir tinklaraštininkas. Perskaitykite daugiau perspektyvių kūrinių „Kavli Expert Voices“ nukreipimo puslapyje. Brownas pridėjo šį straipsnį „WordsSideKick.com“ ekspertų balsams: „Op-Ed & Insights“.

Mikrobai netrukus gali patekti į pasaulio didžiųjų mokslų sąrašo viršūnę. Praėjusių metų pabaigoje mokslininkų konsorciumas iš 50 JAV institucijų pasiūlė „Vieningą mikrobiomų iniciatyvą“, siekiančią sustiprinti mūsų supratimą apie mikrobiomus, vienaląsčių organizmų, tokių kaip bakterijos, virusai ir grybeliai, bendruomenes.

Suvieniję dėmesį mokslininkai tikisi sužinoti, kaip mikrobiomos gali ne tik išgydyti infekcines ligas ir sumažinti atsparumą antibiotikams, bet ir susigrąžinti išnaudotas dirbamas žemes, sumažinti trąšų ir pesticidų naudojimą bei gaminti naują kurą ir chemikalus, kurių pagrindą sudaro anglis.

Norint pasiekti tuos plataus užmojo tikslus, reikės ne mažiau ambicingų pastangų kurti naujas priemones ir bendradarbiavimą, remiantis laimėjimais analizuojant mikrobų DNR, baltymus ir metabolitus. Tokios analizės rodo, kad mikrobų bendruomenės gali būti neįtikėtinai įvairios, įskaitant šimtus tūkstančių skirtingų mikrobų rūšių, kurios visos sąveikauja viena su kita. Žmogaus žarnyne tie mikrobai padeda virškinti, tačiau jie taip pat gali paveikti nutukimą, alergijas ir net smegenų vystymąsi. Už mūsų kūno ribų mikrobai sukūrė žemės deguonies turtingą atmosferą, leidžiančią klestėti augalų ir vandenynų gyvybei.

Šiandienos įrankiai gali daug pasakyti apie mikrobų bendruomenėse esančias molekules, tačiau jie negali paaiškinti šių molekulių funkcijos ir to, kaip jos įgalina mikroorganizmus veikti kartu. Tik turėdami tokį supratimą, mokslininkai galės panaudoti mikrobiomus, kad pagerintų žmonių sveikatą ir aplinką.

Neseniai „Kavli“ fondas surengė „Google+ Hangout“ apie gamtos mikrobiomų potencialą ir kaip jį panaudoti. Dalyviai:

Janet Jansson yra Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinės laboratorijos (PNNL) Žemės ir biologijos mokslų direkcijos vyriausiasis biologijos mokslininkas ir vadovauja sektoriui PNNL tyrimams Energetikos departamento Biologinių sistemų mokslo skyriuje. Ji koordinuoja dvi PNNL biologijos programas: „Mikrobiomų perėjimo“ (MinT) iniciatyvą, skirtą ištirti, kaip klimato ir aplinkos pokyčiai veikia gamtos ir žmogaus mikrobiomus, ir DOE fondo mokslinio fokusavimo zoną, mikrobų bendruomenės projektavimo principus.

Robas riteris yra „American Gut Project“, atviros prieigos projekto, kurio tikslas - ištirti virškinimo sistemos mikrobiomą ir jo poveikį žmonių sveikatai bei raidai, įkūrėjas. Jis eina pareigas Kalifornijos universitete, San Diego medicinos mokykloje ir Kompiuterių mokslo ir inžinerijos katedroje, kur kuria bioinformatikos sistemas, skirtas klasifikuoti ir aiškinti didelius biologinių duomenų rinkinius.

Jeffas F. Milleris yra Kalifornijos NanoSystems instituto, daugiadalykės tyrimų organizacijos, direktorius ir atitinkamas konsorciumo autorius Mokslas popierius. Remiantis Kalifornijos universitetu, Los Andžele, Milleris vadovauja Fredo Kavli „NanoSystems Sciences“ katedrai ir yra mikrobiologijos, imunologijos ir molekulinės genetikos profesorius.

Žemiau yra pakeistas diskusijos stenograma. Dalyviai padarė pakeitimus ir pakeitimus, kad paaiškintų kalbėtus komentarus, užfiksuotus tiesioginės internetinės transliacijos metu.

„Kavli“ fondas: Taigi, pradėkime nuo klausimo. Mikrobiomų tyrimuose buvo Cambrian sprogimas. Prieš dešimt metų mikrobiomų vargu ar buvo žemėlapyje. Praėjusiais metais terminą sudarė 25 000 straipsnių. Kodėl tai vyksta dabar? Ar tai tik todėl, kad galime skaityti mikrobų DNR, ar tai leidžia kitos technologijos?

Jeffas Milleris: Yra daugybė veiksnių, kurie sukėlė šį susidomėjimo sprogimą. Viena, be abejo, yra galimybė greitai sekti DNR. Per pastaruosius 10 ar daugiau metų mes pastebėjome pažangias technologijas, leidžiančias apibūdinti mikrobų bendruomenes didėjančia skiriamąja geba ir rafinuotumu. Tačiau pakeliui susidūrėme ir su daugeliu kliūčių. Ir aiškinti šį didžiulį sekuotų duomenų kiekį yra viena iš tų kliūčių.

Robas riteris: Aš sutinku. Manau, kad iš tikrųjų DNR sekos nustatymo priemonių derinys tampa daug pigesnis, o skaičiavimo įrankiai, įskaitant mūsų sukurtus įrankių rinkinius, padaro informaciją daug prieinamesnę plačiai vartotojų bendruomenei. Aš manau, kad tai, ką pamatysime ateityje, yra priemonės, kurios apsiriboja rūšių ar genų inventorizacijos atlikimu, o užuot suteikusios daug daugiau įžvalgos apie tai, kaip veikia šios rūšys ir genai. Tačiau tam, kad būtų galima naudoti šią programinę įrangą, reikės daug papildomos programinės įrangos ir žinių bazės tobulinimo.

TKF: Janet, ar turite kokių nors papildomų minčių dėl to?

Janet Jansson: Taip. Atlikdami DNR seką, gauname informacijos apie mikrobiomų sudėtį, tačiau taip pat įdomu žinoti, ką tie mikrobai veikia. Pvz., Jei galėtume suprasti jų baltymų ar metabolitų sudėtį, galėtume geriau suprasti, ką jie veikia įvairiose buveinėse ir mūsų kūno viduje. Šiose srityse padaryta daugybė pokyčių, tačiau šios priemonės vis dar atsilieka nuo sekos nustatymo technologijų.

TKF: Taigi, ar mums reikia pagrindinės programos, Vieningos mikrobiomų iniciatyvos, kad galėtume išplėsti šias galimybes? Ar negalėtume remtis esamomis technologijomis ar mums reikia išrasti radikaliai naujas mokslo rūšis?

Milleris: Tikėtinas atsakymas yra „abu“. Be abejo, yra daug vietos laipsniškam progresui, užtikrinančiam geresnę sekos sudarymo technologiją ir panašiai. Bet tuo pat metu mums reikia ir tam tikrų kvantinių šuolių.

Laukas sparčiai tobulėjo. Bet mes pasiekėme plokščiakalnį, kuris susijęs su dabartinių technologijų apribojimais. Turime sugebėti realiu laiku pamatyti mikrobų bendruomenes ten, kur jos gyvena. Mes norime žinoti, ką jie veikia. Kokius genus jie išreiškia? Kokius baltymus jie gamina? Kokius metabolitus jie sintetina? Kaip jie reaguoja vienas į kitą ir jų aplinką?

Tuomet turime sugebėti paimti visus šiuos duomenis ir juos interpretuoti taip, kad mums būtų galima užduoti klausimus ir suformuluoti naujas hipotezes, kurias galime patikrinti ir suklastoti ar įrodyti teisingi.

Tai tikrai aukšti užsakymai. Jiems reikės ne tik naujų technologijų, bet ir inžinierių, fizikos ir chemijos, taip pat gyvybės, aplinkos, kompiuterių ir kt. Bendradarbių indėlio.

TKF: Man įdomu, kokia yra informatikos pusė. Robai, jūs turite bendrą paskyrimą UC San Diego medicinos mokykloje ir informatikos skyriuje. Ar tai tokia aukšta tvarka? Turiu omenyje, kad turime didelių duomenų. Ar mums reikės kažko daugiau?

Riteris: Na, problema yra ta, kad dideli duomenys ir magija nėra tas pats dalykas. Yra daugybė pažangų, kurie turi įvykti algoritmo pusėje. Apskritai, mašininis mokymasis ir bendrieji algoritmai suteiks jums gerą, bet ne idealų, atsakymą į tam tikrą mokslinį klausimą. Kuo daugiau informacijos galite pateikti pradžioje, kad pritaikytumėte šiuos algoritmus konkrečiai problemai, tuo geriau tai padarysite.

Kitas dalykas yra tas, kad nors mes gaminame nepaprastai daug duomenų, mus vis dar riboja duomenų kiekis (jo vis dar nepakanka) ir mūsų galimybės juos interpretuoti. Problema, su kuria dabar susiduria daugybė žmonių, yra ta, kad jie surinko tiek daug informacijos apie mikrobų bendruomenę. Jie turi daugiau nei tūkstantį rūšių, kurių nesupranta. Jie išvardija milijoną genų, kurių nesupranta. Tada jie imsis matuoti kitokio tipo molekules, naudodami metatranskriptiką ar metaproteomiką ar metabolomiką, kur jie vėl sukuria labai didelius inventorius, kurių taip pat nesupranta.

Bet net ir turėdami visus šiuos duomenis mes vis dar esame apriboti mėginių skaičiumi ir galimybėmis komentuoti ir suprasti tuos subjektus. Yra didžiulis vaidmuo tiek esamiems algoritmams, kuriuos galima efektyviau pritaikyti, kai gauname daugiau duomenų, tiek iš esmės naujiems algoritmams bei naujiems skaičiavimo būdams, kurie radikaliai keičia mūsų požiūrį į patį skaičiavimą.

TKF: Dalis iššūkių yra ta, kad mums reikia geresnio būdo priartėti prie metaforinio miesto, kurį jau minėjau anksčiau, gyventojų. Atrodo, lyg žiūrėtume į tą miestą iš kosmoso ir bandome išsiaiškinti žmonių vaidmenis, kai net negalime pamatyti šių asmenų, ar ne?

Riteris: Tai šiek tiek blogiau. Jūs skraidote ten per savo NSO ir tiesiog paimate didelę to miesto dalį, susmulkinate, pažiūrite į visas DNR ir chemikalus ir bandote tai įprasminti. Tai gali būti efektyvus ar neveiksmingas būdas suprasti miestą. Jūs gausite supratimą apie kai kuriuos vykstančius cheminius procesus ir apie kai kuriuos ekspresuojamus genus. Bet jūs daug nesimokysite apie sociologiją ar tai, kaip tie organizmai bendrauja.

Janssonas: Taip, ir dar vienas būdas išspręsti šią problemą yra naudoti paprastesnių modelių bendruomenes. Tokiu būdu, jei neturime priemonių ir duomenų, skirtų kovoti su šiomis labai sudėtingomis bendruomenėmis, bent jau turėtume pavyzdinę bendruomenę, kuri leistų mums išstudijuoti konkrečią sąveiką.

TKF: Kitaip tariant, lengviau ištirti kažką daug paprastesnio?

Janssonas: Taip, bent jau kol kas. Pilnos bendruomenės yra vienos iš pačių įvairiausių mikroorganizmų buveinių rūšių žemėje. Mes gauname tiek daug duomenų, kad mus riboja ne mūsų pagamintas duomenų kiekis, bet mūsų galimybė apdoroti duomenis. Net turint superkompiuterius, gali prireikti savaičių, jei ne mėnesių, tiesiog visus duomenis paleisti per mūsų kompiuterius.

Riteris: Su visa pagarba manau, kad vis dar turime ribotus duomenis, nes neturime pakankamai mėginių.

Taigi, tarsi turėtume, tarkim, penkias nuotraukas, ir mes jas fotografuojame aukštesne ir aukštesne skiriamąja geba. Tai sugeneruoja daug duomenų, bet nepakanka filmui sukurti. Mums tikrai reikia, tarkime, 100 000 kadrų. Ir kad ir kiek daugiau informacijos gautume iš mažesnio jūsų turimų kadrų skaičiaus, niekada negalėsime to filmo sudėti.

Taigi, su tuo susiduriame labai daug. Šiuo metu apdoroti kiekvieną mėginį yra taip brangu, tikrai sunku gauti pakankamai mėginių. Dėl šios priežasties turime sugebėti daug, daug greičiau, daug, pigiau nuskaityti mikrobus. Taip pat turime naudoti aukštesnės ir aukštesnės skiriamosios gebos techniką, kad gautume visą filmą, kaip vyksta sąveika.

Janssonas: Sutinku, mums reikia daugiau pavyzdžių. Bet net ir tada labai sunku apdoroti informaciją iš vieno pavyzdžio.

Milleris: Teisingai. Tiesą sakant, mes žinome tik maždaug pusės genų, kuriuos aptinkame šiose bendruomenėse, funkcijas. Nemažai anotacijos ir netinkamo konteksto anotacijos taip pat reikšmingi iš pusės, kurią mes manome žinome. Taigi mes stengiamės sudėti dėlionę tik su kai kuriais gabalėliais. O jei pažvelgsite į mažas molekules, ši situacija dar blogesnė. Apie du procentus metabolitų, kurie randami tipiniame mikrobų bendruomenės plane, žinomų struktūrų plane. Ir tik dalis tų dviejų procentų yra žinomais biocheminiais būdais. Taigi mums reikia daugiau informacijos.

TKF: Tie metabolitai dalyvauja virškinant bakterijas. Ar tai, kaip bakterijos bendrauja viena su kita?

Milleris: Taip, taip jie bendrauja ir kaip įgyja energijos. Tai yra atliekos, kurias jie išskiria, ir mažos molekulės, kurias jie naudoja konkuruoti su kitais mikrobais ir sąveikauti su jų aplinka. Ir daug kitų dalykų, kurie dar turi būti atrasti. Šios mažos molekulės yra mikrobų bendrijų kalba.

TKF: Gauti informaciją apie visa tai skamba kaip impozantiškas tyrimų projektas. Bet tarkime, kad jūs šiandien turėjote šias priemones. Ką norėtum studijuoti? Jeffai, jūs tyrinėjate bakterijas, sukeliančias ligas. Ką darytum su tomis priemonėmis?

Milleris: Berniukas, puikus klausimas. Manau, kad viena sričių, kuri yra svarbiausia pažangai - ir tam tikra pažanga jau padaryta - yra mintis suburti bendruomenę, kuri gali būti šiek tiek tvirta, tačiau nelabai optimali savo aplinkai ar šeimininkei, ir ją suprojektuoti, kad ji būtų naudingesnė. savybės ir mažiau nepalankių savybių.

Norint tai padaryti, reikia suprasti ekologinius principus, kurie valdo bendruomenės sudėtį, tvirtumą, reakciją į pokyčius ir tt. Taigi, sugebėjimas perprogramuoti mikrobų bendruomenes yra iš tikrųjų vienas iš pagrindinių mūsų tikslų.

Tuo keliu yra įvairių žingsnių, kuriuos galima įsivaizduoti. Bet mes dar tik pradiniame etape galime tai padaryti. Taigi, jei aš pasirinksiu vieną dalyką, kurį norėčiau studijuoti, reikėtų suprasti, kaip mikrobų bendruomenės yra pakankamai gerai sukonstruotos, kad būtų galima numatyti patikimą ir naujovišką tų bendruomenių projektavimą, siekiant optimizuoti jų funkcijas.

TKF: Labai įdomu. Janet, aš žinau, kad jūs bendradarbiaujate su žmogaus mikrobioma darbu. Bet jūs taip pat sukūrėte reputaciją tirdami, kaip aplinkos pokyčiai veikia Aliaskos amžinojo įšalo mikrobiomas ir Meksikos įlanką. Kokių dalykų išmokote ir kokių naujų priemonių jums pasakytų, ko dar nežinote?

JanssonasAplinkosaugos tyrimams norime suprasti, kaip įvykiai, tokie kaip „Deepwater Horizon“ išsiliejimas įlankoje arba amžinojo įšalo atitirpimas dėl globalinio atšilimo Aliaskoje, veikia mikrobus ir procesus, kuriuos jie vykdo tose sistemose.

Dėl Persijos įlankos naftos išsiliejimo mes turėjome organizmus, kurie buvo praturtinti išsiliejimo metu ir kurie galėjo skaidyti naftą. Taigi iš to žvilgsnio buvo įdomu.

Amžinajame šaltyje turime didžiulį anglies atsargą, kuri šiuo metu yra įstrigusi toje aplinkoje. Taigi, kas atsitinka su ta anglimi, kai atitirpsta amžinasis šaltis ir mikroorganizmai pradeda aktyvėti ir skaidyti anglį? Ar jie į atmosferą išleis daug daugiau anglies dioksido ir apsunkins globalinį atšilimo procesą? Labai pagrindiniu lygmeniu turime suprasti, ką daro tie mikroorganizmai.

TKF: Labai gerai. Norėčiau pereiti prie klausytojų klausimų. Žinote, mikrobiomos staiga atsiranda naujienose, ir keli klausytojai nori žinoti apie produktus, kurie žada pagerinti mūsų sveikatą ir išgydyti tam tikras sąlygas pakeisdami mūsų mikrobiomus. Robai, jūs jau kurį laiką studijavote Amerikos žarnas. Ar pakankamai žinome apie mikrobiomus, kad kas nors galėtų pareikšti tokį ieškinį?

Riteris: Taip, bet iki šiol tai apsiriboja labai nedideliu žmonių skaičiumi. Pvz., Buvo tikrai gražus popierius Ląstelė iš Eizono Segalio ir Erano Elinavo iš Izraelio Weizmanno mokslo instituto. Tai parodė, kad remdamiesi savo mikrobiomu galite nuspėti, koks maistas turės gerą ar blogą poveikį cukraus kiekiui kraujyje. Trūkumas kol kas yra tas, kad jie tai gali padaryti tik Izraelio populiacijoje, kur maisto prekių atsargos šiek tiek skiriasi nuo to, ką galėtumėte pamatyti, pavyzdžiui, JAV. Tačiau ta technologija yra horizonte ir labai greitai tobulėja.

Probiotikų nėra daug įrodymų, kad probiotikai gerina bendrą žmonių sveikatą, nors apie pelių yra keletas intriguojančių duomenų. Kita vertus, yra nemažai probiotikų, kurie buvo kliniškai ištirti gerai atliktuose atsitiktinių imčių kontroliuojamuose tyrimuose. Rinkoje yra tam tikrų probiotikų, patvirtintų klinikiniu požiūriu, kai taikoma daugybė ligų, pvz., Dirgliosios žarnos sindromas, viduriavimas po antibiotikų ir kt.

Tačiau tai yra tarsi narkotikai, kai tam tikri probiotikai yra tinkami tam tikroms ligoms, bet ne tai, ko paprastai turėtumėte vartoti. Ir tokiu pačiu būdu, kokio tikėtumėtės dėl narkotikų, daugumai žmonių nereikia vartoti daugiausiai probiotikų arba bent jau ne tų, kurie buvo tyrinėjami iki šiol. Taigi, manau, kad teisinga sakyti, kad visuomenės entuziazmas smarkiai pranoksta faktinius įrodymus. Tačiau yra keletas įrodymų, pagrindžiančių šį entuziazmą.

TKF: Jeffai, kaip bus su ateitimi? Ar galėsime išgydyti ligas? Ar galėsiu pagreitinti savo mikrobiomų metabolizmą, kad galėčiau valgyti ledų ir niekada nepriaugčiau uncijos?

Milleris: Kai žiūrite į probiotikus, kurie yra ten, jie datuojami atgal. Jie kyla iš maisto gamybos, fermentacijos, sūrio gamybos ir kitų procesų. Taigi kyla klausimas, ar jie naudingi sveikatai, ar ne? Rezultatai dažnai būna dviprasmiški.

Bet tai labai skirtinga nei pažvelgti į tai, ką mes žinome dabar, ir paklausti, gerai, kaip jūs inžinierius ar pertvarkyti šią sistemą? Ar nedidelis bakterijų konsorciumas būtų geras būdas sumažinti riebalinį audinį ir padidinti raumenų masę laikantis dietos? Taigi, kaip sakė Robas, mes dar nesusigaudėme iki to laiko, kai pritaikėme šiuolaikinį mikrobiomų supratimą probiotikams dabar rinkoje. Tačiau galimybių tai padaryti tikrai yra.

Taigi, norint atsakyti į jūsų klausimą, tai galėtų išgydyti infekcines ligas. Puikus pavyzdys Clostridium difficile-sukeltas viduriavimas, kurį sukelia antibiotikai. Geriausias vaistas, kurį mes žinome, yra sveiko donoro išmatų mikrobiomų transplantacija. Tai yra apie 90 procentų veiksmingumo, todėl mes žinome, kad jis gali veikti. Tai labai neapdorota, todėl dabar kyla klausimas, kaip tai padaryti geriau tobulinant mokslą, o ne atliekant empirinius bandymus.

Riteris: Svarbu atsiminti, kad tai ne tik ateičiai. Yra gyvų dabar vaikščiojančių žmonių, kurie būtų mirę, jei nebūtų gavę fekalinių mikrobiomų transplantacijos. Tai iš tikrųjų šiuolaikinė technologija, kuri veikia ir yra kliniškai taikoma dabar. O ką turime padaryti, tai patobulinti. Bet tai nėra kažkas, kas yra ateityje, tai kažkas, kas čia yra šiandien. [Kūno klaidos: 5 stulbinantys faktai apie jūsų mikrobiomą]

TKF: Tai atveria labai įdomius klausimus. Vienas iš dalykų, kuriuos mes sužinojome apie žmogaus mikrobiomą, yra tai, kad jis daro įtaką įvairiems dalykams, pradedant smegenų vystymusi ir nutukimu, baigiant elgesiu. Tai yra patys dalykai, apibrėžiantys, kas mes esame. Dabar mes kalbame apie dirbtinių mikrobiomų sintezę. Tai kelia tam tikrus etinius klausimus, ar ne?

Milleris: Tikrai. Etika yra didžiulė, didžiulė sritis. „Nedaryk žalos“ yra pirmasis principas, nesvarbu, ar kalbame apie amžinam įšalimą, žemės ūkį, ar žmogaus virškinimo traktą. Taigi, kad būtų atnaujinta mikrobiota kaip vaistas, reikalavimai turi būti griežti ir kruopščiai kontroliuojami. Saugumas, aišku, bus pirmasis klausimas.

Bet tai sudėtinga, nes tai yra dinamiškos sistemos.Ir kyla klausimas, kiek laiko truks kokie nors pokyčiai? Kas dar pakeistų šių pasipiktinimų, etcetera, rezultatą? Taigi, prieš pradėdami inžineriją ir manipuliuodami dideliu mastu, turime daug daugiau suprasti.

TKF: Janet, tu studijuoji ekologiją. Ar galėtumėte įsivaizduoti didelio masto ekologinę intervenciją naudojant mikrobiomus?

Janssonas: Prieš pradėdamas tai nagrinėti, norėčiau grįžti prie ankstesnės mūsų diskusijos apie probiotikus. Mes galime ne tik pakeisti savo mikrobiomą, bet ir paveikti jį per maistą, kurį dedame į jį. Tai taip pat strategija, kuri kartais būna sėkminga, nors ir nelabai suprantama. Vietoj probiotiko jis vadinamas prebiotiku. Pavyzdžiui, galite valgyti tai, kas vadinama atspariu angliavandeniu ar krakmolu, kuris nėra lengvai virškinamas. Taigi jūsų žarnynas tampa gana nepažeistas. Tai leidžia mikroorganizmams jūsų žarnyne jį sunaudoti ir fermentuoti, ir tai naudinga storosios žarnos sveikatai.

Be abejo, sudėtinga iš tikrųjų manipuliuoti ekosistema dideliu mastu. Yra žmonių, kalbėjusių apie vandenynų tręšimą pridedant geležies, kad buferis būtų sušvelninamas ar sušvelninamas didėjančios CO2 koncentracijos poveikis. Bet kai kalbama apie amžiną užšalimą, kaip užkirsti kelią ten esančios anglies skilimui? Tai sunku. Tačiau įgiję žinių apie organizmų tipus, kurie yra aktyvūs, kai amžinasis įšalas pradeda atitirpti, galime bent jau numatyti tų pokyčių padarinius.

Riteris: Tiesiog remdamiesi tuo, ką sakė Janet, svarbu atsiminti, kad mes jau per žemės ūkį radikaliai pertvarkėme tiek dirvožemio, tiek žmonių mikrobiomus didesnėje planetos dalyje. Mes juos subūrėme į tokias valstybes, kurios neturi precedento.

Problema ta, kad mes visai nesupratome, ką darome ar koks buvo mūsų poveikis tiems mikrobiomams. Taigi nėra taip, kad negalime jų pakeisti. Mes juos jau keičiame. Ir jau juos pakeičiau. Klausimas yra daugiau: "Ar mes galime juos pakeisti labiau niuansuotai ir kryptingai, jei geriau suprantame, kaip juos pakeisti, mikrobiomų lygmeniu, o ne pramoniniu ar profesiniu lygmeniu?"

TKF: Mes kalbėjome apie mikrobiomas, turinčius įtakos vystymuisi ir elgsenai. Tai yra dalykai, lemiantys mūsų asmenybę. Ilgą laiką tyrėjai manė, kad mūsų genetinis makiažas lemia šiuos dalykus. Ar mes suprantame mikrobiomų ir genomo sąveiką? Janetai, jūs purtote galvą, kodėl tada nepradėkite.

Janssonas: Aš galiu pasakyti, kad šiuo metu tai yra labai karšta tyrimų sritis. Mano ir dar keletas grupių bando nustatyti ryšį tarp šeimininko genomo ir mikrobiomo. Galiu pasakyti, kad išankstiniai įrodymai - buvo keletas leidinių, daugiausia nagrinėjančių pelių modelius - rodo, kad yra nuoroda. Robas pažiūrėjo į labiau istorinę perspektyvą, apžvelgdamas skirtingų tipų žmonių populiacijas ir protėvių gyvenimo būdo įtaką mikrobiomams. Robai, gal norite tai pakomentuoti?

Riteris: Taip. Mes žinome, kad elgesys su pelėmis ir žmonėmis, ypač mityba ir higiena, turėjo daug didesnį poveikį nei šeimininkų genetika. Tai tiesa, net jei šeimininkų genetika vis dar turi labai statistiškai reikšmingą poveikį tam tikriems mikrobiomo požymiams, įskaitant, įdomiai, bruožus, susijusius su žmonių nutukimu.

Milleris: Norėdami pridėti vieną dalyką prie to, ką pasakė Robas, mes jau seniai prieš tapome bendradarbiaudami su savo mikrobų bendruomenėmis Homo sapiens. Savo genome turime tik apie keliolika genų, kurie virškina sudėtingus angliavandenius. Į mūsų virškinimo trakto mikrobiotą patenka šimtai genų, kurie tai daro už mus. Taigi, kai mes valgome sveiką maistą, kuriame daug skaidulų, tai, ką mes iš tikrųjų darome, yra šie mikrobų konsorciumai, norėdami suvirškinti tą maistą mums, kad galėtume pasiimti kai kuriuos produktus ir panaudoti juos energijai bei kitiems tikslams.

Jei esate aktualus ekspertas - tyrėjas, verslo vadovas, autorius ar novatorius - ir norėtumėte prisidėti prie opuso, rašykite mums čia.

Jei esate aktualus ekspertas - tyrėjas, verslo vadovas, autorius ar novatorius - ir norėtumėte prisidėti prie opuso, rašykite mums čia.

TKF: Taigi, kaip klausia vienas klausytojas, galbūt ne tokia puiki idėja naudoti baktericidus naikinant mikrobus ant kiekvieno mūsų namo paviršiaus?

Milleris: Netinkama idėja dėl daugelio priežasčių. Robai, tu papurtei galvą, todėl leisiu tau pradėti.

Riteris: Na, tai blogai dėl daugybės priežasčių. Tiek didinant antimikrobinėms medžiagoms atsparias bakterijas, nes bakterijos, išgyvenančios jūsų bandymus jas nužudyti, gali paskleisti tuos atsparius genus kitoms bakterijoms, kurios mus tiesiogiai užkrečia. Taip pat todėl, kad vis daugiau įrodymų yra tai, kad išlaikant savo namus per daug švaru, padidėja autoimuninių ligų rizika, ypač vaikų.

TKF: Mes einame į diskusijos pabaigą, todėl noriu užduoti jums galutinį klausimą. Žinote, mūsų supratimas apie mikrobiomą per pastaruosius 10 ar 15 metų dramatiškai pasikeitė. Sakyk man, kas tave labiausiai nustebino tuo, ką atradai? Janet, kodėl mes nepradime nuo tavęs?

Janssonas: Manau, kad dalykas, kuris mane labiausiai nustebino, yra mikrobiomo svarba mūsų sveikatai tiek įvairiais būdais. Tai buvo kažkas, kas buvo nežinoma tik prieš dešimtmetį. Taigi aš tai pasakysiu.

TKF: Gerai. Robas?

Riteris: Ryšiai tarp mikrobiomo ir elgesio. Prieš dešimtmetį turėjome užuominų, kad mikrobiomas yra susijęs su sveikata. Tačiau niekas iš viso neprognozavo, kad tai vaidins pagrindinį vaidmenį elgesyje, ypač žinduolių.

TKF: O Jeffas?

Milleris: Įvairovė. Mikrobai - nesvarbu, ar tiriate patogenus, naudingus mikrobus ar bet kuriame kontekste - yra labai įvairūs. Rūšies sąvoka turi būti persvarstyta, kai kalbame apie mikrobus, nes jie ne tik yra įvairūs, bet ir nuolat keičiasi genetine informacija. Jie iš tikrųjų yra nuolat judantis taikinys, o jų funkcinė įvairovė yra protu nesuvokiama.

TKF: Puikus. Tai tikrai yra įdomus laikas mikrobų tyrimams. Ir net nespėjau užduoti geriausio klausimo, kuris yra: „Kaip mikrobiomas žarnyne lemia mūsų elgesį?“

Riteris: Mes nežinome, kaip tai atsitinka, ir todėl mums reikia Vieningos mikrobiomų iniciatyvos.

Sekite visas „Expert Voices“ problemas ir diskusijas - ir tapkite diskusijos dalimi „Facebook“, „Twitter“ ir „Google+“. Išreikštos autoriaus nuomonės ir nebūtinai atspindinčios leidėjo nuomones. Ši straipsnio versija iš pradžių buvo paskelbta „WordsSideKick.com“.


Vaizdo Papildas: .




Tyrimas


Kiaušintakių Pašalinimas Gali Sumažinti Mirtino Kiaušidžių Vėžio Riziką
Kiaušintakių Pašalinimas Gali Sumažinti Mirtino Kiaušidžių Vėžio Riziką

Moterys, Kurios Baiminasi Gimdymo, Turi Ilgesnį Gimdymą
Moterys, Kurios Baiminasi Gimdymo, Turi Ilgesnį Gimdymą

Mokslas Naujienos


Naras Miršta Gelbėdamas Urvus, Įstrigusius Tailando Berniukus
Naras Miršta Gelbėdamas Urvus, Įstrigusius Tailando Berniukus

Naujosios Zelandijos Žemės Drebėjimas Siūlo Pamoką Jav Vakarų Pakrantei
Naujosios Zelandijos Žemės Drebėjimas Siūlo Pamoką Jav Vakarų Pakrantei

Neįprastai Didelės 2 Milijardų Metų Amžiaus Mikrobų Fosilijos Atskleidžia Užuominas Apie Mūsų Senovės Pasaulį
Neįprastai Didelės 2 Milijardų Metų Amžiaus Mikrobų Fosilijos Atskleidžia Užuominas Apie Mūsų Senovės Pasaulį

Kai Kurie Žmonės, Vengiantys Glitimo, Taip Pat Vengia Skiepų
Kai Kurie Žmonės, Vengiantys Glitimo, Taip Pat Vengia Skiepų

Robotai Mokosi Meluoti
Robotai Mokosi Meluoti


LT.WordsSideKick.com
Visos Teisės Saugomos!
Dauginti Jokių Medžiagų Leidžiama Tik Prostanovkoy Aktyvią Nuorodą Į Svetainę LT.WordsSideKick.com

© 2005–2020 LT.WordsSideKick.com