Hofer-2021-코로나바이러스에 대한 과거의 폭발.
May 06, 2023
마이크로바이옴
북극곰 숙주를 뒤에 남겨두고
미생물군의 많은 숙주 관련 구성원은 환경적 친척에서 진화한 것으로 생각됩니다. 대조적으로 Welter et al. Psychrobacter spp.를 보여줍니다. 처음에는 동물과 관련이 있었고 일부 변종은 이 능력을 상실했으며 현재는 추운 환경 서식지를 식민지화하는 데 특화되어 있습니다. 저자는 Psychrobacter spp.의 85개 게놈을 생성했습니다. 포유류, 새, 어류뿐만 아니라 해수, 영구 동토층, 얼음을 포함한 다양한 출처에서. 게놈 데이터는 Psychrobacter clade의 조상이 Moraxella spp.라는 것을 밝혔으며, 이는 숙주와 관련이 있고 종종 병원성 박테리아입니다.
또한, 분리물의 표현형 스크리닝은 두 가지 다른 생태형, 즉 유연하고 최대 37도의 온도에서 성장할 수 있는 생태형과 25도 이하의 온도로 제한되는 제한된 성장이 있는 생태형이 있음을 밝혔습니다. 기초 혈통은 유연한 생태형에 속하며 담즙 저항성과 같은 숙주 연관성의 징후를 보였습니다. 마지막으로, 북극곰 배설물에는 두 가지 생태형의 변종이 모두 포함되어 있지만 유연한 변종만이 gnotobiotic 마우스를 식민지화할 수 있습니다. 따라서 Psychrobacter spp. 아마도 숙주와 관련된 틈새를 떠났고 추운 환경에 서식하도록 특화되었습니다.
숙주 관련 미생물군은 숙주의 면역 체계에 직간접적으로 영향을 미치기 때문에 면역과 밀접한 관련이 있습니다. 첫째, 미생물군은 숙주의 면역 체계를 자극하여 면역 반응을 일으키고 숙주의 면역을 강화할 수 있습니다. 위장관에서 정상적인 미생물군은 병원성 미생물과 이물질의 침입에 저항할 수 있고, 그에 따른 사이토카인 생성을 매개하기 위해 면역세포를 활성화시킬 수 있다. 또한, 미생물총의 존재는 숙주의 장 장벽 기능을 향상시켜 해로운 박테리아의 추가 침입을 방지할 수 있습니다. 둘째, 미생물총은 숙주 면역 체계의 성숙과 발달에 영향을 미칠 수 있습니다.
어린 시절에 미생물군은 면역 체계의 세균 집락 형성에 중요합니다. 그들은 숙주의 면역 체계의 정상적인 성장과 발달을 자극할 수 있고, 면역 체계의 과잉 활성화 또는 불충분한 활성화를 피하기 위해 면역 체계의 균형과 조절에 역할을 할 수 있습니다. 마지막으로, 미생물군과 면역의 살균 특정 질병의 염증 상태에서는 조직의 미생물군이 변화하여 병원성 미생물의 과증식으로 이어져 면역 체계의 균형을 교란시킵니다. 예를 들어, 연구에 따르면 특정 장내 미생물의 감소는 염증성 장 질환 및 장뇌증과 같은 장 염증성 질환의 발병과 관련이 있습니다. 이러한 관점에서 우리는 일상생활에서 면역력 향상에 관심을 기울여야 합니다. Cistanche는 인간 면역을 향상시킬 수 있으며 Cistanche의 다당류는 인간 면역 체계의 면역 반응을 조절하고 면역 세포의 스트레스 능력을 향상시켜 면역 세포의 살균 효과를 향상시킵니다.
환경미생물학
나무 껍질에 사는 박테리아는 메탄을 소비합니다.
나무와 그 환경, 특히 습지는 상당한 양의 온실 가스인 메탄을 배출할 수 있습니다. Jeffreyet al. 나무 껍질에는 잠재적으로 이러한 배출 중 일부를 완화할 수 있는 메탄 산화 박테리아가 포함되어 있음을 발견했습니다. 그들이 실험실에서 일반 나무 Melaleuca quinquenervia의 껍질 샘플을 배양했을 때 시간이 지남에 따라 메탄 농도가 감소하는 것을 관찰했습니다. 메탄 소비율은 메틸로트로픽 박테리아(대사 마커 유전자에 의해 결정됨), 특히 나무 껍질 샘플에서 흔히 발견되는 Methylomonas 속의 구성원의 풍부함과 관련이 있습니다.
또한 메탄 플럭스를 측정하는 데 사용할 수 있는 밀폐된 챔버를 사용한 현장 실험에서 수피를 메타노트로피의 경쟁적 억제제인 디플루오로메탄으로 처리하면 메탄 배출량이 약 36% 증가한 것으로 나타났습니다.
바이러스 감염
코로나 바이러스 면역을 위한 과거로부터의 폭발
코로나바이러스가 숙주 면역을 회피하는 데 걸리는 시간과 시간은 중요한 질문입니다. 코로나 바이러스 항체 탈출을 연구하기 위해 Eguia et al. 1980년대와 1990년대의 인간 혈청 샘플과 감기 코로나바이러스 229E를 중화시키는 능력을 연구했습니다. 그들은 1986년부터 2016년까지 서로 다른 시점에서 5개의 229E 변종의 스파이크로 위형이 지정된 바이러스를 중화하는 샘플의 능력을 평가했습니다. 수반되는 스파이크로 바이러스를 강력하게 중화한 혈청은 이후 바이러스 또는 심지어 완전한 탈출에 대한 중화 역가가 상당히 감소한 것으로 나타났습니다. , 수용체 결합 도메인의 발산으로 인한 것 같습니다.
평균적으로 10년의 '미래' 바이러스 진화는 중화 역가를 4배로 떨어뜨렸습니다. 대조적으로, 2020년에 수집된 혈청은 적어도 샘플이 성인에게서 나온 경우 '오래된' 바이러스를 중화했습니다. 어린이 혈청은 이전 균주의 일부 중화를 나타내었지만 성인 혈청 만큼은 아닙니다.
세균 발달
프로그램 변경
통합 및 접합 요소(ICE)는 다양한 범위의 그람 양성 및 그람 음성 박테리아에서 발견됩니다. ICE는 숙주 염색체에 통합되지만 활성화 후 절단, 원형화 및 접합을 통해 수용자 세포로 옮길 수 있습니다. 필요한 접합 기계 외에도 ICE는 독성 인자와 항생제 또는 금속 저항성을 포함하여 숙주 세포에 뚜렷한 표현형을 부여하는 부속 유전자를 암호화하는 경우가 많으며 이러한 이동 요소와 박테리아 간의 암호화된 특성의 전달은 빠른 진화와 확산을 촉진합니다. 그러한 표현형의.
많은 ICE 인코딩 유전자가 생물정보학적으로 확인되었지만 숙주에게 부여할 수 있는 표현형은 종종 알려지지 않은 상태로 남아 있습니다. 이 연구에서 Jones et al. Bacillus subtilis의 ICE인 ICEBs1은 생물막 형성과 포자 형성이라는 두 가지 발달 과정에서 숙주 세포에 선택적인 이점을 제공한다고 보고합니다.
예를 들어 높은 세포 밀도는 ICEBs1의 활성화를 자극하고 ICEBs1 전송은 요소에 인코딩된 쿼럼 감지 신호에 의해 억제됩니다. 생물막에서 성장하는 동안 ICEBs1이 효율적으로 유도되고 전달됩니다. 그러나 ICEBs1이 이 성장 모드 동안 숙주 세포에 영향을 미치는지는 알려지지 않았습니다.
호스트의 적합성에 대한 가능한 영향을 확인하기 위해 저자는 ICEBs1이 있거나 없는 B. subtilis 균주를 사용하여 생물막에서 경쟁 실험을 수행했습니다. 그들은 ICEBs1이 생물막에서 성장하는 동안 낮은 기증자 대 수용자 비율로 효율적으로 확산된다는 것을 발견했으며, ICEBs1 유도가 다른 잠재적 기증자의 존재에 의해 억제된다는 이전 관찰을 확인했습니다.
또한 저자는 ICEBs1을 포함하지 않는 세포와 비교하여1-세포를 포함하는 ICEBs1의 향상된 적합도를 보고합니다. 이는 모집단 내 요소의 초기 빈도에 따라 달라집니다. 그러나 이러한 ICEBs1-매개 성장 이점의 기초는 무엇입니까?
흥미롭게도, 저자들은 ICEBs1이 없는 세포와 비교하여 생물막 매트릭스 유전자의 발현을 감소시킴으로써 ICEBs1 '속임수'를 발견했으며, 이로 인해 이러한 공공재의 값비싼 생산을 피할 수 있게 되었습니다.
또한 세포를 포함하는 ICEB1-의 포자형성은 생물막에서 성장하는 동안과 생물막이 없을 때 모두 주파수 의존 방식으로 지연되어 발달 프로그램에 전념할 때까지 확장된 세포 성장을 가능하게 했습니다. 저자는 ICEBs1 유전자 devI의 발현이 생물막 기질 발현을 감소시키고 포자형성 개시를 지연시키는데 필요하고 충분하다는 것을 보여주었다.
요약하면, 이 연구는 생물막 및 포자 발달을 지연시키면 숙주 세포를 포함하는 ICEB1-가 ICEBs1이 없는 세포보다 더 많이 성장하여 요소의 번식을 증가시킨다는 것을 보여줍니다. 따라서 ICEBs1-인코딩된 유전자는 숙주에 완전히 새로운 표현형을 제공하기보다는 정상적인 숙주 기능을 조절합니다. 저자는 이것이 ICEBs1-유사 요소나 다른 ICE 사이에서 보존된 전략일 수 있다고 추측합니다.
원본 기사 Jones, JM et al. 이동성 유전 요소는 발달을 조작하여 박테리아 숙주 적합성을 증가시킵니다. eLife 10, e65924(2021).
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