Бактерии с функцией записи фиксируют состояние здоровья кишечника
Исследователи из ETH Zurich и Бернского университета оснастили кишечные бактерии функцией регистратора данных. Теперь они проводят мониторинг активности генов. В будущем эти микроорганизмы смогут неинвазивно диагностировать заболевания или оценивать влияние диеты на здоровье.
В кишечнике обитает бесчисленное множество бактерий, которые помогают нам переваривать пищу. Но что именно делают микроорганизмы внутри тела? Какие ферменты они производят и когда? И как происходит метаболизм продуктов, способствующих укреплению здоровья?
Чтобы получить ответы на эти вопросы, исследователи из Департамента биосистемной науки и техники в ETH Zurich в Базеле модифицировали бактерии. Теперь они регистрируют данные об активности генов. Ученые протестировали эти бактерии на мышах, сообщает Phys.org.
Функция регистратора данных была разработана исследователями во главе с Рэндаллом Платтом, профессором биологической инженерии в ETH Zurich. Для этого они использовали механизм CRISPR-Cas. Если бактерии атакованы вирусами, они могут включить фрагменты вирусной ДНК или РНК в часть собственного генома. Это позволяет бактериям "запомнить" вирусы, с которыми они контактировали, чтобы бороться с будущей вирусной атакой эффективно и быстро.
Чтобы сделать метод эффективным, ученые ввели массив CRISPR бактериальных видов Fusicatenibacter saccharivorans в штамм кишечной бактерии Escherichia coli - пробиотика.
Затем исследователи из Университетской больницы Берна и Бернского университета во главе с Эндрю Макферсоном внедрили эти модифицированные кишечные бактерии мышам. Они собрали образцы фекалий у животных и изолировали бактериальную ДНК, которую затем секвенировали. После биоинформативной оценки они проработали данные и реконструировали генетическую информацию фрагментов мРНК. Это позволило ученым выяснить, как часто кишечные бактерии производили эту молекулу мРНК и какие гены активизировались.
"Новый метод позволяет нам получать информацию непосредственно из кишечника, не нарушая его функции", - говорит Эндрю Макферсон, профессор и директор гастроэнтерологии Университетской больницы Берна. Метод имеет большие преимущества перед эндоскопией, которая неприятна для пациентов и требует очищения кишечника.
"Бактерии очень хорошо регистрируют на условия окружающей среды и адаптируют свой метаболизм к новым обстоятельствам, таким как изменения в питании", - пояснил Макферсон.
В будущем авторы надеются использовать этот метод для определения диетического статуса детей или взрослых. Вооружившись этой информацией, врачи смогут диагностировать недоедание или решить, нужны ли пациенту пищевые добавки.
Глобальное потепление вызовет масштабную передачу новых вирусов от животных к людям. Ученые прогнозируют, что в ближайшие 50 лет появятся более 15 тысяч новых зоонозных заболеваний.
Супербактерия C.difficile передается от свиней к людям. Ученые исследовали образцы супербактерии Clostridioides difficile на 14 свинофермах в Дании. Исследование установило перенос нескольких генов резистентности к антибиотикам между свиньями и людьми.
Китайские ученые проверяют способность выживания бактерий в космосе. Подобные эксперименты исследователи проводят уже в четвертый раз с 2019 года. Авторы отправляют в атмосферу воздушный шар с платформой, содержащей примитивные бактерии.
