Анализ морских червей поможет изучению человеческих штаммов

Методы, используемые исследователями из «Department of Energy’s Oak Ridge National Laboratory» в анализе простых морских червей и его бактерий способны помочь изучению более сложных человеческих штаммов, сообщает «WordScience.org».

В статье, опубликованной в работе Национальной академии наук (National Academy of Sciences) говорится о том, что учёные проанализировали состав белков, обнаруженных в морских червях, известного как «Olavius algarvensis». Этот червь не имеет пищеварительной системы и зависит от микробов, которые живут в его теле, с помощью которых он перерабатывает отходы и получает энергию. Однако, предыдущие исследования ещё не выявили метаболические подробности этих взаимовыгодных и симбиотических отношений.

«Это сообщество представляет собой простейшую форму пищеварительного тракта человека», - говорит со-автор Натан Верберкмоус из «ORNL». «Это образцовая модель системы, поможет понять симбиоз».

В то время, как некоторые сложные микробные штаммы, находящиеся в желудочно-кишечном тракте человека содержат сотни тысяч микробов, морской червь использует только 4-5. Для понимания простых взаимоотношений между червём и его симбионтами требуются новые методы, которые позволят провести анализ всей системы, а не отдельных частей.

Учёные попытались из группы выделить одиночный микроб и заставить его выполнить вышеприведённые функции. В итоге они убедились, что один микроб сам по себе не способен совершать такие процессы. Кроме того, с помощью традиционных молекулярных подходов извлечь микробы невероятно тяжело, неговоря уже об их изучении».

Чтобы понять, как взаимодействуют группа червей, команда «ORNL» во главе с Верберкмоусом использовала метапротеомик - это форма анализа, которая определяет и классифицирует белки, находящиеся в клетки организма. Гемоника, которая даёт последовательность ДНК, может спрогнозировать поведение клетки, в то время как протеомика показывает учёным то, что на самом деле происходит в метаболизме клетки.

Сочетание геномики и протеомики может помочь объяснить очевидную избыточность в системе, где несколько организмов, как кажется на первый взгляд, выполняют одну и ту же функцию.

«Одним из ключевых вопросов в метагеномных анализах сложных симбиотических консорциумов, в том числе и кишечника человека, является функциональная избыточность», - сказал ведущий автор исследования Николь Дюбилье из Института морской микробиологии Макса Планка (Max Planck Institute for Marine Microbiology). «Наш метапротеомический анализ бактерий, найденных в "Olavius algarvensis" указывает на функциональные различия в метаболизме двух симбионтов, несмотря на их генетическое сходство».

Метапротеометика обеспечила косвенными доказательствами гипотезу исследовательской команды о метаболизме червей, например, такие как возможность использования водорода и монооксида углерода в качестве источника энергии. Верберкмоус добавил, что в то время как их анализ быстро обеспечил широкий обзором систему, методы не подтвердили особенности индивидуального поведения белков или функции, которая должна быть установлена с помощью дальнейших прямых биохимических исследований.

Среди со-авторов «ORNL» находятся Жак Янг, Юнь-Хуан Чан и Мэнеш Шах и исследователи из Института морской микробиологии Макса Планка, Грайфсвальдского университета (University of Greifswald), Университета Фрайбурга (Universitat Freiburg), Института Морской биотехнологии в Грайфсвальде (Institute of Marine Biotechnology in Greifswald) и «HYDRA Institute for Marine Sciences».

Проект осуществлялся под руководством Мануэля Клейнера и Николь Дюбилье из Института морской микробиологии Макса Планка.