컴퓨터 시스템을 통해 미생물 공생을 밝혀낼 수 있음

미생물과 인간은 특히 장에서 관계가 있습니다. 일부는 다음과 같습니다. 상호간의 다른 사람들은 병원성을 가질 수 있지만 더 나은 건강으로 이어집니다. 이러한 미생물 공생으로부터 최대의 이익을 얻기 위해 연구자들은 어떤 것이 무엇인지 알아내려고 노력해 왔습니다. 박테리아는 서로 상호작용하며, 더 중요하게는 어떤 조건이 박테리아의 박테리아를 활성화하는 데 가장 적합한지 노력.

불행하게도 이것은 쉬운 일이 아닙니다. 내장의 길이는 약 6~7m이며 다양한 환경 조건을 가질 수 있습니다. 일부 지역은 산성이고 다른 지역은 알칼리성입니다. 영양소의 수준이 다릅니다. 소장은 일반적으로 산소로 채워져 있는 반면 결장은 주로 혐기성이므로 산소도 중요한 역할을 합니다. 에 따라 이 요소에 대해 다양한 박테리아가 협력하거나 단순히 스스로를 보호하기로 선택할 수 있습니다.

최상의 조합을 알아내는 것은 쉬운 일이 아니며 인체 내에서 결정하는 것이 본질적으로 불가능합니다. 그러나 연구자들은 개발을 위해 노력해 왔습니다. 실험실 기반 시스템 장의 작용과 미생물이 장 내에서 상호 작용하는 방식을 모방합니다. 이를 통해 과학자들은 장 내부에서 일어나는 일을 이해할 수 있습니다. 또한 어떤 효과가 공생으로 이어질 수 있는지 결정하기 위해 조건을 변경할 수 있는 기회도 제공합니다. 이 모델은 또한 다양한 미생물 종의 도입을 허용하여 그것이 인구와 우리 건강에 어떤 영향을 미치는지 결정합니다.

가장 흥미로운 모델 중 하나는 생물학적 구성요소가 전혀 없는 것입니다. 대신, 전체 장 시스템은 다음을 사용하여 개발됩니다. 컴퓨터. 대사의 다양한 구성요소는 과학 문헌과 인간의 생물학적 기능에 관한 수많은 데이터베이스를 포함한 다양한 출처로부터 수집됩니다. 일단 조립되면 전체 시스템을 대사 재건.

재구성이 개발되면 연구자들은 다양한 요소를 활용하여 시스템이 어떻게 반응할지 결정할 수 있습니다. 여기에는 식단 변화, 약제 추가, 미생물 추가 등이 포함될 수 있습니다. 후자의 경우, 다음과 같은 병원체를 이해하는 데 초점이 도움이 되었습니다. 결핵 그리고 이와 관련된 감염성 박테리아 낭포성 섬유증.

지난주 룩셈부르크 연구진은 박테리아가 어떻게 상호작용하는지 관찰하기 위해 완전히 새로운 시스템을 개발했습니다. 생물학적 모델 대신 컴퓨터 프로그램 형태의 합성 모델을 선택했습니다. 그들의 결과는 작은 종의 집합이 장 환경을 건강하게 만들기 위해 어떻게 서로 협력할 수 있는지를 보여주었습니다.

실험의 첫 번째 단계에는 컴퓨터화된 장관 설계가 포함되었습니다. 그들은 이미 뛰어난 장 세포 내에서 발생하는 대사 과정을 검사합니다. 그들이 해야 할 일은 박테리아 정보를 추가하고 무슨 일이 일어날지 조사하는 것뿐이었습니다.

연구팀은 11종의 서로 다른 박테리아 종을 쌍으로 도입했습니다. 그런 다음 그들은 공생의 메커니즘, 또는 반대의 방식으로 적대감의 메커니즘을 결정할 수 있습니다. 그들의 선택은 위장관에 지속적으로 존재하는 것으로 알려진 종으로 구성되었습니다. 일부는 공생균으로 알려진 무해한 박테리아였습니다. 다른 것들은 본질적으로 프로바이오틱스였습니다. 그 다음에는 병원균이 있었습니다. 세 가지 유형 모두 우리 각자에게서 발견될 수 있으므로 그룹은 이것이 우리 모두에게 일어나는 일을 잘 나타낼 수 있다고 느꼈습니다.

결과는 어느 정도 예상됐다. 공생동물은 다른 종과 결국 인간의 장에 유익을 주는 역할을 했습니다. 프로바이오틱스는 공동체 중심으로 다른 프로바이오틱 종과 협력하여 번성했습니다. 병원균의 경우, 그들은 우위를 점하고 문제를 일으키기 시작하기 위해 다른 종과 경쟁하려고 했습니다. 그러나 이것이 놀랄 일은 아니었지만, 발견되기를 기다리고 있는 또 다른 매혹적인 계시가 있었습니다.

첫 번째는 종 간의 경쟁을 유도하기 위해 신체가 어떻게 미생물을 가지고 놀 수 있는지를 밝혔습니다. 특정 박테리아에게는 먹이를 제공하지만 다른 박테리아에게는 먹이를 제공하지 않음으로써 이를 수행했습니다. 이 매달린 당근 개념은 분명히 특정 종, 특히 병원균이 사라지는 것을 허용했습니다. 프로바이오틱스 종의 경우 먹이를 받고 자라는 것을 매우 기뻐했습니다.

또 다른 계시는 좋은 상호 환경을 조성하는 방법에 관한 것이었습니다. 연구자들은 특정 자원인 산소를 고갈시키기만 하면 되었습니다. 어떤 이유에서인지 산소가 적으면 박테리아가 서로를 찾고 상호 파트너십을 형성하게 됩니다. 이는 주로 산소 없이는 효과적으로 살 수 없는 일부 종의 기아를 방지하기 위한 것이었습니다. 어떤 공생이 발생했는지에 관해서도 다시 한번 분리는 생태학적 노선을 따른 것이었습니다. 프로바이오틱스와 공생균은 좋은 우정을 갖고 있었습니다. 병원균이 사라지는 경향이 있었습니다.

처음에는 이상하게 보일 수도 있지만, 연구자들은 이것이 인간 세계에서 일어나는 것과 다르지 않은 사회적 사건이라는 것을 깨달았습니다. 인간이 풍부한 양의 음식, 물, 쉼터와 함께 혼자 있을 때, 우리는 다른 사람들과 상호작용 없이 잘 지내는 경향이 있습니다. 그러나 그 요소 중 하나를 없애면 갑자기 상호주의가 발생합니다. 사람들은 삶의 질을 향상시키기 위해 무언가를 제공함으로써 다른 사람들을 돕는 경향이 있습니다. 이는 본질적으로 미생물 수준의 경우입니다. 가장 중요한 요소 중 하나가 없어지면 박테리아는 생존 가능성을 높이기 위해 함께 모여 동맹을 형성하는 경향이 있습니다.

전반적인 결과는 미생물 수준에서 상호공생의 잠재적인 경로를 보여줍니다. 물론 이것은 컴퓨터화된 모델이었기 때문에 결과는 제한적으로 받아들여야 했습니다. 그러나 이번 연구 결과는 인간 건강을 개선하는 맥락에서 미생물 상호 작용을 조사하는 방법을 결정하는 데 약간의 희망을 제공합니다. 공생 박테리아의 촉진, 프로바이오틱스의 도입 또는 병원균 퇴치를 위한 치료를 통해 이 연구는 다음과 같은 몇 가지를 제공합니다. 장의 생태학적 환경에 대한 관점과 우리 몸에서 일어나는 일의 복잡성(어느 정도 단순성)에 대한 관점입니다. 내부.

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