Im feuchten , dunkel mikrobiellen Regen des Darms, hunderte Arten von Mikroorganismen in Wechselwirkung mit einander und mit den Zellen des Wirtstieres , um die Ressourcen, die sie zu überleben und sich brauchen.
Obwohl es eine Menge Konkurrenz in dieser lebendigen Ökosystem wird die Zusammenarbeit auch bewertet. Eine neue Studie über die Übersprechen zwischen Mikroben und Zellen entlang der Darm von Mäusen zeigt, wie kooperative diese Umgebung sein kann.
Eine der wichtigsten Möglichkeiten, Hosts zu verwalten ihre Wechselwirkungen mit Mikroorganismen ist durch sorgfältige Steuerung der Gene, die ihre Zellen zu verwenden. Duke University Forscher , mit Kollegen aus UNC - Chapel Hill und der Stanford , festgestellt, dass die Host- Gene im Darm sind bereit, um Mikroben zu reagieren und die Mikroben Signal an den Host , um festzustellen , welche Gene zu reagieren. Die Studie erscheint in der Zeitschrift Genome Research .
" Der Darm hat eine schwierige Aufgabe - es muss für die Verdauung und Resorption von Nahrung Nährstoffe und gleichzeitig sorgfältig beherbergen und Verwaltung des wimmelt mikrobiellen Gemeinschaft innerhalb ermöglichen ", sagte John Rawls , Associate Professor für Molekulare Genetik und Mikrobiologie im Duke School of Medicine .
"Diese physiologische Aufgaben und mikrobielle Wechselwirkungen variieren an verschiedenen Stellen entlang der gut . " Moleküle auf Anforderung durch den Host- Gene hergestellt werden, haben viele verschiedene Jobs, die helfen oder schaden die Fehler könnten: Immunreaktionen , Verdauungsenzyme , physiologische " Klimatisierung " und des Stoffwechsels , unter anderem. In einigen Fällen kann die Mikroben könnte sogar in Immunsystem Angriffe auf ihre Konkurrenten fordern werden, sagte Rawls . " Gute Zäune machen gute Nachbarn . "
Wissenschaftler haben seit einiger Zeit, dass verschiedene Gene des Wirts aktiven (oder ausgedrückt ) in unterschiedlichen Abschnitten entlang der Länge des Darms , der ungefähr 25 Fuß in den Menschen ist bekannt. Aber wie diese Gene interagieren mit der mikrobiellen Gemeinschaft war nicht klar.
Jede Zelle enthält den kompletten Satz von DNA in das menschliche Genom , aber das meiste davon ist fest ende Aufbewahrung und nicht mehr für die Expression gespult . Je nach Gewebetyp und welche Jobs, die Gewebe Dabei werden verschiedene Teile der DNA abgespult , durch eine Struktur namens offene Chromatin werden für Aktivitäten zur Verfügung , sagte Gregory Crawford, ein Associate Professor für Pädiatrie und Experte für die Genexpression . Diese offenen Chromatinregionen sind dafür bekannt, Schlüssel Stellen im Genom , die steuern, welche Gene exprimiert werden und die nicht sind.
Die Forscher gingen in dieser Studie erwarten zu finden, dass die Mikroben signalisiert den Host zu öffnen Bereiche des Chromatins , die Genexpression im Darm zu aktivieren. Aber was sie herausgefunden, dass der Host entscheidet welche Chromatin Regionen geöffnet Gene für den Einsatz in jeder Region des Darms zu machen.
Drei verschiedene Mauspopulationenwurden für die Studie verwendet : Mäuse, die keimfrei aufgewachsen sind , Mäusen, die keimfrei für 8-10 Wochen begonnen, aber dann kam eine intensive zweiwöchige Besiedlung mit Mikroben und konventionell angehoben Mäusen unabhängig von Mikroben ausgesetzt waren in ihrer Umgebung.
Anstatt nun drei verschiedene Muster von offenen Chromatinstruktur jedoch festgestellt, die Experimente , dass alle drei waren so ziemlich das gleiche . Ihre mikrobielle Belichtungen variiert und Genexpressionsmuster verändert wird, aber die Teile des Genoms, die an jeder Stelle im Darm geöffnet waren konstant geblieben ist, wobei Crawford.
"Mit anderen Worten , wird der Zugriff zu den Genen, die durch den Host bestimmt , aber Verwendung von bestimmten Genen wird von den Mikroben reguliert ", so Crawford.
Die aktuelle Studie nur sah Zellen des Epithels , der Schicht der Zellen entlang der gut , aber es würde andere Zellen, die auf dieser mikrobiellen Signalen als gut. "Es ist wahrscheinlich, dass diese mikrobielle Signale erreichen anderen Zellen im ganzen Körper , die wiederum montieren ihre eigenen spezifischen Antworten ", so Rawls .
Rawls die viele Gene , die von Mikroben in der Maus gut sichtbar sind, werden in der Fischbauchähnlich anspricht . "Das sind vermutlich sehr alte Formen der Kommunikation zwischen den Mikroben und deren Wirtstiere ", so Rawls . " Mikroben prägen unsere Gesundheit grundlegend , aber wir sind erst am Anfang zu verstehen, wie sie es tun. "
Nachdem festgestellt wurde ein gewisses Verständnis für die offene Chromatin Landschaft in gesunden Mäusen , jetzt wollen die Forscher herausfinden, wie diese Beziehungen verändern sich mit Krankheitszuständen .