میکروبیوم روده شما، زندگی شما را شکل می‌دهد. اما این‌ها از کجا آمده‌اند؟

منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۲۷ مارچ، ۲۰۲۲
لینک منبع: Your Gut Microbiome Shapes Your Life. But Where Did It Come From?

نقش شانس در ترکیب میکروبیوم.

میکروبیوم روده اکوسیستمی از صدها تا هزاران گونه میکروبی است که درون بدن انسان زندگی می‌کنند. این جمعیت‌ها بر سلامتی، باروری و حتی طول عمر ما تاثیر می‌گذارند. اما در وهله‌ی اول چگونه به آنجا می‌رسند؟

کار مشترک جدید به رهبری ویلیام لودینگتون از Carnegie، جزییات حیاتی در مورد اینکه چگونه جوامع باکتریایی که هر یک از میکروبیوم‌های روده را تشکیل می‌دهند، به دست می‌آیند را آشکار می‌سازد. این یافته‌ها، که در مقالات آکادمی ملی علوم منتشر شده‌است، پیامد‌های مهمی برای درمان‌هایی مانند پیوند مدفوع و تجویز پروبیوتیک دارد.

لودینگتون توضیح داد: «تنوع زیادی در ترکیب میکروبیوم بین افراد وجود دارد.» به‌عنوان مثال، اگر به مجموع تمام گونه‌های باکتریایی سازگار برای زندگی در سیستم‌های گوارشی انسان نگاه کنید، بیشتر این گونه‌ها در اکثریت مردم وجود ندارند. به همین دلیل است که این جمعیت‌های میکروبی روده بسیار متنوع هستند.

ترکیبی از عناصر، از جمله ژنتیک، رژیم غذایی، و محیط‌زیست به تفاوت‌های بین میکروبیوم‌های ما کمک می‌کنند. اما یک خط مستقیم بین این ورودی‌ها و گونه‌هایی که با موفقیت در روده ما زندگی می‌کنند، وجود ندارد. هر بار که در معرض یک میکروب جدید قرار می‌گیریم، یک عنصر شانس در بازی وجود دارد که آیا به دست خواهد آمد و عضوی از اکوسیستم روده ما می‌شود یا خیر. لودینگتون و همکارانش به دنبال درک عواملی بودند که شانس این فرآیند تشکیل کلونی را شکل می‌دهند.

اگرچه بسیاری از محققان ترکیبات میکروبیوم را در جمعیت‌های طبیعی مطالعه کرده‌اند اما تلاش‌های کمی برای استفاده از یک محیط کنترل‌شده برای آشکار کردن فرایندی که با آن گونه‌های جدید با موفقیت به اکوسیستم میکروبی روده می‌پیوندند، وجود دارد. لودینگتون و همکارانش -اریک جونز و دیوید سیواک از دانشگاه سایمون فریزر و جین کارلسون از UC سانتا باربارا- یک مدل اکولوژیکی جدید را برای درک اینکه چگونه ترکیب خاصی از میکروب‌هایی که منحصر به جوامع خاص روده خودمان هستند را به دست می‌آوریم، توسعه دادند.

این تیم با کار کردن در میکروبیوم‌های نسبتا کم‌تر پیچیده مگس میوه، نشان داد که قرار گرفتن در معرض گونه‌های میکروبی، مشارکت موفقیت‌آمیز آن در اکوسیستم میکروبیوم را تضمین نمی‌کند. آن‌ها دریافتند که حالت میکروبیوم و فعل و انفعالات بین گونه‌های عضو میکروبیوم موجود، شانس اضافه شدن یک باکتری جدید به مخلوط را تعیین می‌کند.

سیواک گفت: «حتی در میان مگس‌هایی که از نظر ژنتیکی یکسان بودند و در یک خانه زندگی می‌کردند و از رژیم‌های غذایی یکسان تغذیه می‌کردند، ما تغییراتی در ترکیب میکروبیوم‌ها مشاهده کردیم.»

محققان سپس از این نتایج برای ساخت مدل‌های ریاضی استفاده کردند که می‌توانست به‌طور فزاینده‌ای سناریوهای پیچیده را بررسی کند که با آن گونه‌های میکروبیوم جدید را می‌توان به دست آورد، که منجر به درک آن‌ها از عوامل اجتماعی می‌شود که عضویت در اکوسیستم میکروبیوم را شکل می‌دهند.

لودینگتون گفت: «به ترکیب میکروبیوم‌ها به‌عنوان یک حزب بزرگ فکر کنید که در آن پویایی اجتماعی تعیین می‌کند چه کسی زودتر از موعد آنجا را ترک می‌کند و چه کسی تا طلوع آفتاب می‌ماند.»

علاوه‌بر جونز، اولین نویسنده این مقاله می‌گوید: تشکیل کلونی باکتریایی به عوامل پیچیده‌ای بستگی دارد که ما تازه شروع به درک آن‌ها کرده‌ایم. برای مثال، نشان دادیم که برخی گروه‌های گونه‌ها تشکیل کلونی یکدیگر را تسهیل می‌کنند و بنابراین احتمال هم‌زیستی بیشتر است.

این تعاملات گروهی مفاهیم هیجان‌انگیزی برای چگونگی انتقال میکروبیوم‌ها بین افراد دارند، از جمله این که چگونه متخصصان پزشکی ممکن است میکروبیوم‌های یک فرد را به سمت یک ترکیب‌بندی مطلوب هدایت کنند.

کارلسون گفت: «زیبایی رویکرد ریاضیاتی که ما به کار بردیم این است که اذعان می‌کند که استعمار یک حلقه تاس است، اما ما اکنون می‌توانیم وزن تاس را به تعاملات بیولوژیکی با مبنای مولکولی نسبت دهیم که توسط تکامل طبقه‌بندی شده‌است.»

یافته‌های این تیم چارچوبی را برای بررسی کمی مکانیسم‌هایی فراهم می‌کند که درمان‌هایی مانند پیوند مدفوع و پروبیوتیک‌ها به آن وابسته هستند و به سمت هدف نهایی پزشکی میکروبیوم شخصی پیش می‌روند.

این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات علمی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.

مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.