目に見えない腸内ウイルスが医学を変える可能性がある

初めて、 科学者 私たちの腸内に生息するウイルスの未知の世界である、ヒトの腸内マイクロバイオームの生きたモデルを作成することに成功しました。これまで知られていなかった100以上のウイルスを明らかにするこの発見は、慢性疾患の理解を根本的に変え、マイクロバイオームに基づく治療への新たな道を開くことを約束する。

これまで、腸内ウイルスに関する科学的知識は主にメタゲノム研究、つまりサンプルから直接採取した DNA の分析から得られてきました。このアプローチにより、細菌に感染するウイルスであるバクテリオファージの存在が明らかになりましたが、それらの活動を観察することはできませんでした。研究者たちは彼らの行動について理論を持っていましたが、実験データはほとんどありませんでした。

この新しい研究は、 モナシュ大学 そして ハドソン医学研究所、この風景を変えます。研究チームは、コレクションから採取した250種以上のヒト腸内細菌を培養し、分離した。 AusMiCC。無酸素チャンバー内で、各細菌株は純粋培養として増殖され、食品や化学物質から酸素レベルの変化に至るまで、10 の異なる条件にさらされました。

結果？研究者らは134種類のウイルスを潜伏状態から「覚醒」させ、細菌内での繁殖プロセスを活性化させた。しかし、理論的に予測されたウイルスのうち、実際に活性化できたのはわずか 18% でした。この違いは、コンピューターによる予測がウイルスの挙動を過大評価することが多いことを示しており、実験データの必要性を強調しています。

教授によると ジェレミー・J・バール からの モナシュ大学、この発見は、人間の腸内のウイルスの生態系を理解する方法を変えます。彼は、腸細胞自体によって生成される物質が潜在的なウイルスを活性化する可能性があり、それが次のような病気に重要な影響を与える可能性があると説明しています。 炎症性腸疾患 (IBD)、炎症と細胞死が頻繁に起こる現象です。

チームは、両方とも 天然甘味料ステビアと腸細胞を放出する分子がファージを活性化する重要な要素であった。人間の腸細胞と 78 種の細菌が共存する合成微生物環境では、ウイルスの 3 分の 1 以上が活性化し、人体と微生物の間の動的な相互作用が実証されました。

ファージは適切な付着機構を持たないため、ヒトの細胞には感染しないことは注目に値します。ただし、腸内の微生物群集を構成する細菌の遺伝的挙動を変える可能性があります。そしてこれは免疫力、代謝、さらには精神的健康にも影響を及ぼします 健康。

研究者らは、腸細胞が損傷したときに放出される物質がウイルスを活性化するのに特に効果的であることに気づいた。不適切な食事、ストレス、投薬、睡眠不足などの要因がこのような損傷を引き起こし、微生物のバランスが崩れる悪循環を引き起こす可能性があります。

この研究の最初の著者は、 ソフィア・ダールマン博士、人体はウイルスにとって単なる受動的な環境ではなく、ウイルスの行動を積極的に決定することを強調しました。これにより、これまで研究室で研究することはほとんど不可能であったウイルスと宿主の間の相互作用を理解する上で新たな道が開かれます。

さらに驚くべき発見として、チームは次のことを使用しました。 CRISPR技術 活性ファージと不活性ファージの DNA を比較します。彼らは、「サイレント」ウイルスが細菌のゲノムから切除され、細菌の内部に永久に閉じ込められるようにする遺伝子の変異を起こしていることを発見した。言い換えれば、彼らは細菌の永続的な「仲間」に進化し、目覚めることなくDNAをコピーしたのです。

逆効果のように見えますが、この戦略により、細菌を介したウイルスの長期生存が保証されます。また、たとえこれらのウイルスが繁殖しないとしても、細菌の働きに影響を及ぼし、どの菌株が有益でどの菌株が有害であるかを決定する可能性があります。

雑誌に掲載された研究 自然、果物です 8年間の研究。彼によると サム・フォスター ハドソン研究所によると、これらのウイルスを培養できる能力は、特定の細菌を標的とする治療法、さらには「調整可能な」ウイルス機能を備えた個別化されたプロバイオティクスへの道を切り開きます。

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