大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于微生物组学研究的问题,于是小编就整理了3个相关介绍微生物组学研究的解答,让我们一起看看吧。
斯坦福研究发现的人类微生物组产生的数千种新蛋白质对药物开发有何意义?
斯坦福大学科学家的一项备受关注的新研究揭示了人类微生物组中由细菌产生的数千种先前尚未发现的小蛋白质。几乎所有这些新描述的蛋白质都在人体中发挥未知功能,研究人员表示,他们的发现开辟了未来治疗药物开发的新前沿。
“了解人体细胞与微生物组之间的接合点至关重要,”新研究的资深作者Ami Bhatt解释道。“它们如何‘沟通’?细菌菌株如何保护自己免受其他菌株的侵害?这些功能可能存在于非常小的蛋白质中,这可能比在细胞外分泌更大的蛋白质更有可能。”
传统上,由于检测存在困难这些微小的蛋白质经常被研究人员忽视。它们通常长度小于50个氨基酸,并且最有可能在细菌菌株和它们栖息的宿主之间起关键的通讯功能。为了追踪这些小信号蛋白,研究人员放大了细菌基因组。
“细菌基因组就像一本长字母的书,其中只有一些编码了制作蛋白质所必需的信息,”Bhatt说道。“传统上,我们通过搜索表明‘开始’和‘停止’信号的组合来识别本书中蛋白质编码基因的存在,这些信号将基因夹在中间。这适用于较大的蛋白质。但是蛋白质越小,更有可能的是,这种技术会产生大量误报,使结果变得混乱。“
研究人员使用一种新颖的计算方法进行了一项比较基因组学研究,揭示了超过4000个蛋白质家族,其中大部分从未被发现过。这一发现的绝对数量令研究小组感到惊讶,该研究小组预计可能会发现几百种新的小蛋白质编码基因,但却发现了数千种。
该论文发表在《Cell》杂志上,研究人员对所有4539个新发现的小蛋白家族进行了全面总结,基本上是未来研究的大型新目录。下一步他们将开始了解这些新型小蛋白质的机械功能,为潜在的新抗生素或其他治疗人类用途的药物敞开大门。
“小蛋白质可以快速合成,可以被细菌用作生物开关,在功能状态之间切换或触发其他细胞的特定反应,”Bhatt说道。“它们比较大的蛋白质更容易研究和操作,这可能促进药物开发。我们预计这将成为研究生物学的一个有价值的新领域。”
遗传学、肠道微生物组和记忆之间存在怎样的联系?
一个国际科学家团队的新研究追踪到了肠道微生物群与记忆之间的一系列令人信服的联系。该研究利用一种模拟人类群体遗传多样性的新型小鼠模型,说明了遗传学如何通过肠道中产生的细菌代谢物影响记忆力。
过去几年来,人们对记忆、认知和肠道微生物群之间的关系产生了极大的研究兴趣。虽然生活在我们肠道中的某些细菌家族已经被证明与记忆功能有关,但这项新的研究从不同的角度出发,从遗传学在这种关系中的作用入手,研究了这种联系。
该研究的共同通讯作者Antoine Snijders解释道:“要知道一种微生物分子是否影响记忆,我们需要了解遗传学和微生物组之间的相互作用。”
为了做到这一点,研究人员使用了一种名为Collaborative Cross的小鼠模型,该模型的开发是为了了解人类群体中发生的广泛的遗传变异。为了模仿人类种群的遗传多样性,新的研究从29种不同品系的小鼠开始。研究人员对每一个品系的小鼠都进行了记忆测试,随后的工作是研究那些在测试中表现最好的小鼠的具体遗传特征。有两组基因被确定为与小鼠的记忆力有关。其中一组由135个基因组成,这些基因以前从未与记忆或认知相关联。
研究的下一步是检查不同小鼠菌株的肠道微生物组。乳杆菌是与更好的记忆相关的最常见的微生物家族,其中罗伊氏乳杆菌特别似乎与动物中的记忆具有最强的关联。其后的测试表示,与具有其他微生物的小鼠相比,具有罗伊氏乳杆菌的小鼠有更好的的记忆力改善。乳杆菌与记忆力之间的关系在这项研究中并不新颖,然而,Snijders表示,他的团队的研究结果来自于不偏不倚的基因组筛选过程,这暗示着遗传作用可能支撑着肠道微生物群与记忆力之间的关系。
"虽然之前有报道称乳杆菌与记忆力之间存在联系,但我们也在这次基因组筛查中独立地发现了这种联系。"Snijders说。"这些结果表明,遗传变异在很大程度上控制了记忆力,以及不同菌株之间肠道微生物群组成的差异。"
该研究的最后一部分是关于肠道细菌和记忆之间的这种联系可能是由什么特殊的分子过程产生的。乳酸似乎是这些细菌产生的主要代谢物,这种分子通常由乳酸杆菌的所有菌株以不同的量产生。
将乳酸直接喂食给记忆力差的小鼠,导致记忆力明显改善。在这项研究中,研究人员参考了之前一些探索乳酸对认知过程影响的研究,***设这种分子机制可能是肠道细菌如何影响记忆功能。此前的研究还表明,乳酸可以穿过血脑屏障,验证了从肠道到大脑的可能途径。
现阶段还不清楚观察到的遗传模式究竟是如何影响这种微生物组活动的。该研究的共同通讯作者Janet Jansson指出,还需要更多的工作来验证这些机制在人类受试者中的作用,但这项研究确实从根本上强调了遗传学、微生物群和认知之间的复杂的相互作用。
环境和生活方式会影响微生物组吗?
微生物的生命活动要求一定的外界环境条件,外界环境条件适宜时,微生物进行正常生长繁殖;不适宜时,则会使微生物生长受到抑制或发生变异,甚至死亡。
不同的环境因素对微生物的影响不同;同一因素因浓度或作用时间不同,对微生物的影响也不一样;有的因素对某些微生物来讲是必需的,而对另一些微生物又是有害的,如好氧微生物必须在有氧条件下才能生长繁殖,而厌氧微生物在有氧情况下将会受到抑制。在有害因素中,有的起抑制作用;有的表现为杀菌作用。
到此,以上就是小编对于微生物组学研究的问题就介绍到这了,希望介绍关于微生物组学研究的3点解答对大家有用。