Im menschlichen Körper leben Milliarden verschiedener Bakterien und anderer Mikroben, von denen die meisten uns helfen, ein gesundes Leben zu führen. Diese Mikroben erleichtern verschiedene Körperfunktionen wie die Verdauung, aber wir hatten bisher kein Mitspracherecht bei ihrer Arbeit.
Überraschenderweise hat eine Gruppe von Forschern am Wyss Institute, der Harvard University und der Harvard Medical School erfolgreich beim Auslösen der genetischen Signalübertragung zwischen verschiedenen Bakterienarten.
In dieser neuen Entwicklung ist es ihnen gelungen, einen Verbindungsweg zu schaffen. Salmonella Typhimurium Bakterien, an die Informationen weitergegeben werden sollen E. coli mit Hilfe einiger Umweltauslöser im Darm einer Laborratte.
Wissenschaftler haben lange Zeit an den Genen von Mikroben herumgebastelt, aber es ist das erste Mal, dass sie Gene für die Kommunikation zwischen verschiedenen Bakterienstämmen verwenden konnten.
Diese Ergebnisse können die Forscher einen Schritt näher bringen, um eine synthetische Gemeinschaft aus Bakterien aufzubauen, die eine einzigartige und spezifische Aufgabe erfüllen soll. “Um die menschliche Gesundheit durch künstliche Darmbakterien zu verbessern, müssen wir herausfinden, wie die Bakterien hergestellt werden könnenkommunizieren," sagte Suhyun Kim, leitendes Mitglied des Forschungsteams bei Wyss.
Der Masterplan
Die Forschungsgruppe nutzte die natürlich vorkommende Fähigkeit einiger Bakterienstämme, die als „Quorum Sensing“ bezeichnet werden. Quorum Sensing schafft Wege für die Genexpression, um das Verhalten einer Bakterienkolonie mithilfe von Signalmolekülen zu koordinieren.
Die Forscher verwendeten einen Quorum-Sensing-Mechanismus namens Acyl-HSL, der dem Mikrobiom von Säugetieren fremd ist. Sie führten gentechnisch veränderte Signalgeber und Responder E. Coli bei Ratten ein und nahmen über einen bestimmten Zeitraum auslösende Moleküle auf.
Das auslösende Molekül, das unter dem Namen ATC bekannt ist, stimulierte das luxI-Gen im Signalstamm, um einen Sensorweg zum Responderstamm einzurichten. Dieser Austausch produziert Cro-Protein, das die Wechselwirkung im Responder E. Coli speichert.
Der Erfolg der Übertragung wurde durch Untersuchung der Ausscheidungsprodukte der getesteten Ratten bestätigt. Dieser Mechanismus arbeitete mit der Signalübertragung zwischen den Arten unter Verwendung von Salmonella Typhimurium auch.
Suhyun Kim, der Erstautor des Forschungspapiers, gibt an, dass die Ergebnisse aufregend und vielversprechend sind. Kim fügte hinzu, dass die traditionelle Art der Erzeugung gentechnisch veränderter Bakterien viele Kopien von DNA produzierte, was zu einer metabolischen Belastung führt, die die manipulierten Bakterien verursachtverlieren ihre Blutungskante und werden von anderen Bakteriensträngen im Wirt übertroffen.
Dies ist bei ihrem Ansatz nicht der Fall. Die Forscher sind bestrebt, mehr Bakterien zu schaffen, die kommunizieren können, und neue chemische Verbindungen zu identifizieren und zu entwickeln, die die Bandbreite der Informationswege erweitern und zu einem harmonischen Mikrobiom führen.
Wie hilft es?
Die Hauptmotiv Um ein gentechnisch verändertes synthetisches Biom im Darm zu erzeugen, müssen die natürlich amtierenden Bakterien als weitere Schicht des Immunsystems verwendet werden. Sie hoffen, ein Mikrobiom zu schaffen, in dem alle vorhandenen Bakterien miteinander kommunizieren und sich auf die Ausführung von Funktionen wie zB. Erkennung und Beseitigung von entzündlichen Eindringlingen, Platzierung von Überwachungsmitteln usw. Es wird auch sichergestellt, dass die Mikroben nicht um Ressourcen konkurrieren oder sich gegenseitig schädigen.
Das Forschungspapier und seine Daten wurden in der Zeitschrift veröffentlicht. ACS SyntheticBiology .
Via : Wyss Institute