Satte big-Viren Jagd auf menschliche Darmbakterien: Größte Phagen, die jemals in Menschen gefunden der target-Bakterien im Zusammenhang mit der Jäger-und-Sammler-Ernährung

Viren-Pest-Bakterien, genau wie Viren, wie influenza, Pest Menschen.

Einige der größten dieser sogenannten Bakteriophagen wurden jetzt gefunden in den menschlichen Darm, wo Sie in regelmäßigen Abständen verwüsten Bakterien nur als saisonale Ausbrüche der Grippe lag, die Menschen niedrig, entsprechend einer neuen Studie geführt durch Universität von Kalifornien, Berkeley, Wissenschaftler.

Diese “megaphages” — die Genome etwa 10 mal größer als der Durchschnitt Phagen und doppelt so groß wie Phagen, die bereits in Menschen-wurden gefunden in den menschlichen Darm-Trakt, sondern nur von Menschen, die fressen einen nicht-westlichen, hoch-Faser -, low-fat-Diät.

Bezeichnenderweise wurden Sie auch gefunden in den Eingeweiden von Pavianen und ein Schwein, die belegen, dass Phagen — die Gene, die Einfluss auf die menschliche Gesundheit-bewegen sich zwischen Mensch und Tier und vielleicht tragen Krankheit.

“Phagen sind gut bekannt, tragen Gene, die Krankheiten verursachen und dass Gene für Antibiotikaresistenz,” sagte Jill Banfield, wer führt die Innovativen Genomics Institute der Mikrobiologie initiative und ein UC Berkeley professor für earth and planetary science und environmental science, policy and management. “Die Bewegung megaphages zusammen mit der Bewegung der Ihre host-Bakterien, erhöht die Chance, dass die Krankheit auch bewegen können, die zwischen Tieren und Menschen ist, und dass die Kapazität für dieses ist viel größer mit megaphage.”

Und weil megaphages, das die meisten Biologen nicht als “Leben” sind größer als Lebensformen, wie Bakterien, Sie verwischen die Unterscheidung zwischen dem, was lebendig ist und was nicht.

“Diese riesigen Einheiten füllen die Lücke zwischen dem, was wir denken, als nicht-Leben und Leben, und in einem gewissen Sinne, wir haben vor allem vermisste Sie,” Banfield sagte.

Banfield und Ihre Kollegen berichten über Ihre Ergebnisse online Jan. 28 in der Zeitschrift Natur Mikrobiologie.

Phagen und CRISPR

Banfield ist ein Pionier der metagenomische Sequenzierung, das ist gleichzeitig die Sequenzierung aller Gene aus einer Suppe, der alle Organismen in einer Gemeinschaft. Sie und Ihre Kollegen rekonstruieren Sie dann die Genome von jeder Kreatur in der Gemeinschaft, oft drehen bis die Mikroben noch nie zuvor gesehen. Durch die Erforschung von mikrobiellen Gemeinschaften in meinem Abfluss, Geysire, die menschlichen Darm-Trakt und tief unter der Erde, hat Sie entdeckt so viele neue Mikroben durch metagenomische Sequenzierung, der Baum des Lebens gehabt hat, werden umgestaltet, um Platz für Sie alle.

In dem Prozess, Sie hat aufgedeckt, dass viele Gene des Bakteriophagen, die als Phagen sind offiziell bekannt. In der Tat, die CRISPR-cluster in einigen Bakterien ist ein reservoir von Phagen-Genom-Fragmente, dass die Bakterien halten Sie daran zu erinnern, früherer Phagen-Infektionen, so dass Sie schnell abwehren späteren Infektionen mit dem gleichen Phagen. Das Cas9-protein mobilisiert durch diese Bakterien zu Ziel-und cut-up-virale Eindringlinge angepasst wurde, von der UC Berkeley und der Universität Wien Wissenschaftler als ein mächtiges Werkzeug, mit CRISPR-Cas9, das hat die Biologie revolutioniert und belebt das Feld der Gentherapie.

Während die Sequenzierung Darmbakterien von Menschen in Bangladesch-Teil einer Studie unter der Leitung von Mitarbeiterin Joanne Santini University College, London, erforschen Sie die Auswirkungen von Arsen-verdorbene Wasser auf die Darmflora — Banfield identifiziert diese megaphages. Einmal hatte Sie wieder zusammengesetzt, Ihre gesamten Genome, sah Sie, dass alle von Ihnen waren 10 mal größer als die Durchschnittliche Phagen begegnet in anderen microbiomes. Für diese Phagen’ aufgebläht Genome, Ihrer Verpackung, der sogenannten Kapsids, ist vermutlich größer als die der anderen bekannten Phagen, die möglicherweise zwischen 200 und 300 Nanometer breit.

Sie und Ihre Kollegen einer CRISPR-segment in einer Art von Bakterien, Prevotella, die enthalten Ausschnitte von megaphage DNA, was darauf hindeutet, dass die megaphage Beute auf, Prevotella in Erster Linie. Prevotella ist nicht üblich, die Menschen Essen eine Westliche Ernährung mit viel Fleisch, Fett und Zucker, und weniger Darm microbiomes von denen das Essen eine nicht-westliche, “hunter-gatherer” Art der Ernährung wurden sequenziert.

Prevotella ist auch im Zusammenhang mit Infektionen der oberen Atemwege und ist weit verbreitet in der parodontalen Erkrankung, die laut Co-Autor Joanne Santini. Dies bedeutet, dass die neue megaphage eröffnen, die die Entwicklung von neuen Phagen-basierten Behandlungen für Infektionen durch Prevotella.

Jäger-und-Sammler-microbiomes

Banfield und Ihrem team namens der Fraktion oder Gruppe der megaphages “Lak-Phagen” nach der Gegend von Bangladesch, wo Sie Sie gefunden haben, Laksam Upazila. Anschließend wird der erste Autor Audra Devoto gefunden Lak Phagen im Darm microbiomes der Mitglieder der Jäger-und-Sammler-Hadza-Stamm in Tansania, in zwei getrennte soziale Gruppen von Pavianen, die gewesen studiert in Kenia und in der Darm-mikrobiota von Schweinen von dänischen Farmen.

“Die Lak-Phagen in der Schweineproduktion sind mehr eng mit den Menschen als Paviane sind, so ist es ziemlich wahrscheinlich, dass diese Phagen sind eine Fahrt über die Tier-Kohorten,” Banfield sagte. “Wir vermuten, dass die Prevotella-und der Lak-Phagen waren ziemlich vor kurzem erworben durch die Paviane, weil die Paviane haben also wenig Widerstand, und Sie sind so weit verbreitet unter Ihnen.”

Phagen sind bekannt, tragen Gene, die zur Verschärfung von vielen menschlichen Krankheiten. Sie tragen Gene, die Sie Kodieren, Botulismus, cholera, Diphtherie-Toxine, zum Beispiel, indem wir die Symptome viel schlimmer für diejenigen, infiziert mit den Bakterien. Einer von Banfield Ziele ist zu sehen, wie die Bevölkerung von Phagen und der Bakterien, mit denen Sie Beute im Darm im Laufe der Zeit ändern und mit der Ernährung, und wie das beeinflusst die Gesundheit.

In der vier Menschen, deren Darm microbiomes wurden Proben entnommen, das team gefunden, die wechselnden Ebenen des Phagen und Prevotella im Laufe der Zeit, was auf eine Konstante Zyklus, wo die wachsende Bevölkerung von Phagen runter fahren bakteriellen Populationen, gefolgt von einem drop-in-Phagen erlaubt, Prevotella zu erholen.

Banfield spekuliert, dass megaphages haben größere Genome, um die Proteine notwendig, um zu verhindern, dass die bakterielle host, von sich mit den Phagen, die Bemühungen um mehr Kopien von sich selbst, ein Prozess, der dauert länger, wegen der größeren Genom.

Banfield und Ihr Labor in die Innovativen Genomics Institute, einem gemeinsamen UC Berkeley/UCSF-initiative zu weit bereitstellen von CRISPR-Cas9, die auf der Suche sind durch andere metagenomische Datenbanken für megaphage, und hoffe, zu lernen mehr über, wie Sie arbeiten und ob Sie harbor interessante und potenziell nützliche Proteine.

“Diese Genome sind voller Proteine unbekannter Funktion, vermutlich wegen für Verfahren, die nicht selbst vorstellen, zu date. Es gibt eine Menge von neuen Biologie entdeckt zu werden in diese neue Genome”, sagte Sie.