ابزار جدید ثبت و ردیابی رشد میکروبیوم

در طی سال‌های گذشته، میکروبیوم  انسان به دلیل نقش خود در شکل دادن سلامت افراد، محبوبیت زیادی کسب کرده است. میکروبیوم  برای رشد، تغذیه و سیستم ایمنی بدن انسان ضروری است. به همین دلیل بسیاری از مطالعات بر بهبود سلامت انسان باهدف قرار دادن با بالا بردن میکروبیوم  تمرکز کرده‌اند.

باکتری‌های زنده موجود در انسان مهاجم نیستند بلکه خوش‌نشین‌های مفید هستند. آن‌ها مزایای زیادی برای سلامتی انسان دارند. هرگونه تغییر در تعادل این گونه‌ها به بیماری‌های خود ایمنی مثل آرتروز مفاصل، دیابت، فیبرومیالژیا و دیستروفی عضلانی منجر شود.  

مطالعاتی بسیاری به موضوع میکروبیوم  پرداخته‌اند، اما نحوه تغییرات گیاگان (باکتری) در طول زمان در پاسخ به محرک‌های مختلف، یکی از موضوعاتی است که این مشاهدات را سخت می‌کند. در حال حاضر، اکثر دانشمندان میکروبیوم  را با استخراج باکتری از نمونه‌های مدفوع موردمطالعه قرار می‌دهند. ازآنجا ژنوم را مرتب می‌کنند. اما، یکی از محدودیت‌های این آزمایش‌ها این است که نمی‌توان اطلاعات حیاتی در مورد تغییرات میکروبیوم  در روده را به دست آورد. بنابراین، محققان تصویر کاملی از دینامیک گیاگان انسان ندارند. 

گروهی از محققان در موسسه مهندسی پزشکی Wyss در دانشگاه هاروارد و دانشکده پزشکی هاروارد (HMS) راهی برای حل این مشکل پیداکرده‌اند، زیرا آن‌ها توانستد فرمول ژن باکتریایی را پیدا کنند که برای تعیین و ثبت تغییرات رخ‌داده در جمعیت باکتریایی روده طراحی‌شده است. آن‌ها ابتدا این ابزار روی موش‌های آزمایشگاهی با دقت تک‌سلولی آزمایش کردند. این ابزار جدید می‌تواند راه را برای طراحی ابزار پیچیده‌تر و جامع‌تر هموار کند تا در تشخیص و تهیه روش‌های درمانی جدید مورداستفاده قرار گیرد.

ساعت میکروبیوم

این مطالعه جدید نشان می‌دهد که چگونه این الگوریتم جدید می‌تواند تغییرات موجود در جمعیت گیاگان روده را تشخیص دهد و ردیابی کند. این سیستم از مدار ژن نوسان کننده یا رپریسیلاتور استفاده می‌کند. رپریسیلاتور نوعی ساعت ژنتیک است که برای اندازه‌گیری و تعیین رشد باکتری‌ها مورداستفاده قرار می‌گیرد.

این سیستم شامل سه ژن باکتریایی است که برای کدگذاری سه نوع پروتئین یعنی پروتئین‌های رپریسیلاتور Tet، lacl و cl مورداستفاده قرار می‌گیرد. این پروتئین‌ها بیان یکی از پروتئین‌های دیگر را مسدود می‌کنند. در این چرخه، ژن‌ها به یک حلقه بازخورد منفی گره‌خورده یا وصل می‌شوند؛ یعنی هرزمان غلظت یکی از پروتئین‌های رپریسیلاتور کمتر از حد نرمال بیاید، پروتئین‌های سرکوبگر بیان خواهند شد. ازاین‌رو، بیان پروتئین سوم مسدود می‌شود و چرخه به کار خود ادامه می‌دهد.

بنابراین هنگامی‌که محققان ژن را به باکتری معرفی می‌کنند، تعداد چرخه حلقه بازخورد منفی که کامل شده است، می‌تواند میزان میتوز یا تعداد تقسیم سلولی کامل شده باکتری را ثبت کند. این کار بیشتر شبیه به ساعت یا زمان‌سنج است.

محققان برای ساخت زمان‌سنج، هر یک از سه پروتئین سرکوبگر را در یک مولکول فلورسنت شریک کردند. آن‌ها RINGS (استنتاج رشد مبتنی بر رپریسیلاتور در سطح تک‌سلولی) ساختند. RINGS تصویربرداری گردش کاری که می‌تواند گونه خاصی از پروتئین را که در زمان‌های مختلف در طول رشد باکتری بیان می‌شود، ردیابی یا ثبت کند.

با استفاده از RINGS، محققان توانستند تعداد میتوز یا تقسیم سلولی را در بسیاری از گونه‌های باکتری با موفقیت ثبت کنند. این ابزار جدید به حل مشکلی خاص کمک کرده است و درعین‌حال، پلتفرمی ارائه داده است که می‌تواند به مطالعه بیشتر میکروبیوم  کمک کند. همچنین، می‌تواند درها را به‌سوی درمان‌های جدید و آزمایش‌های تشخیصی جدید باز کند. امید است بتوان با این درمان‌های جدید به مهار بیماری‌های مختلف مرتبط با عدم تعادل میکروبیوم  روده یا ناترازشدن همزیستی کمک شود.

منبع: https://bit.ly/329ouLZ

لینک آگهی های پین پست