Исследователи разработали новый поисковый инструмент, который поможет исследователям лучше понять метаболизм микроорганизмов.
Микробы являются ключевыми игроками практически во всех биологических и экологических системах, однако ограничения в существующих методах, используемых для изучения метаболизма микроорганизмов, затрудняют расшифровку их взаимодействий и деятельности. Новое исследование, опубликованное в журнале Nature Microbiology, позволяет устранить эти ограничения, что в конечном итоге может изменить наше понимание здоровья человека и окружающей среды.
"Люди живут в экосистемах, в которых микробы значительно превосходят нас по численности, но мы так мало знаем о метаболитах, которые производят микробы", - говорит старший автор исследования Питер Доррештейн, профессор фармакологии и педиатрии в Медицинской школе Калифорнийского университета. "Новаторский метод, который мы назвали microbeMASST позволяет сопоставлять микроорганизмы с метаболическими сигнатурами, которые они производят, без каких-либо предварительных знаний, что представляет собой большой скачок вперед в нашей способности изучать микроорганизмы и их сложные взаимоотношения с людьми и экосистемами. Этот ресурс поможет нам изучить роль микробиома в таких заболеваниях, как болезни печени, воспалительные заболевания кишечника, диабет, атеросклероз и другие", - пояснил Доррештейн.
"Одна из проблем изучения микробов на молекулярном уровне заключается в том, что трудно определить, какие микробы производят те или иные молекулы, если только вы не знаете, что ищете. Если представить себе колонии микробов как многолюдные вечеринки, на которых разговаривает множество людей, то наши нынешние эксперименты могут записывать только звук, но мы хотим найти способ расшифровать этот звук, чтобы понять, кто что говорит", - говорит Доррештейн.
Для создания нового поискового метода авторы отобрали более 100 миллионов различных данных из 60 000 образцов микроорганизмов, собранных учеными со всего мира. В эту базу данных вошли микроорганизмы из растений, почв, океанов, озер, рыб, наземных животных и человека. Путем перекрестного сопоставления экспериментального образца с этой огромной библиотекой индивидуальных микроорганизмов, microbeMASST может определить, какие именно микроорганизмы присутствуют в данном образце. "На сегодняшний день нет ни одного существующего инструмента, способного сделать это, а наш может сделать это за считанные секунды", - добавил Доррештейн.
Поскольку microbeMASST может идентифицировать микробы в образце без каких-либо предварительных данных, исследователи уверены, что технология может найти применение в различных областях биологии, таких как аквакультура, сельское хозяйство, биотехнология и изучение состояния здоровья, опосредованного микроорганизмами. "Мы ожидаем, что microbeMASST станет преобразующим ресурсом для сообщества исследователей в области наук о жизни", - утверждает Доррештейн. "Кроме того, со временем этот метод будет только улучшаться по мере того, как будет появляться все больше данных, на которые сможет ссылаться система".
