Американско дружество по микробиология

метабаркодиране

Вашингтон, окръг Колумбия - 8 октомври 2019 г. - Ново проучване показва, че метабаркодирането на ДНК предоставя обещаващ нов метод за проследяване на приема на човешки растения, което предполага, че подобни подходи могат да бъдат използвани за характеризиране на животинските и гъбични компоненти на човешкия хранителен режим. Проучването, публикувано в списанието mSystems, демонстрира, че диетичната растителна ДНК може да бъде амплифицирана и секвенирана от човешки изпражнения с помощта на методи, често прилагани при проучвания върху дивата природа.

"ДНК секвенирането ни даде голямо количество нови данни за неща като микробиология в червата и лична генетика. Това проучване предполага, че същата мощна технология може също да започне да ни разказва за това какво ядем, което често е трудно да се измери, "каза старши автор на изследването, д-р Лорънс Дейвид, асистент, Център за геномна и изчислителна биология, Дюк Молекулярна генетика и микробиология.

Съществуват много съществуващи методи за оценка на диетата, но повечето разчитат на способността на човек да докладва какво е ял. Това означава, че те са обект на грешки в паметта, пристрастия на хората при докладването и когнитивните способности на човек, отговарящ на анкета. ДНК метабаркодирането е алтернативен начин за получаване на хранителна информация, която използва хранителната ДНК в изпражненията като биомаркер. Изследователите могат да усилят хранителната ДНК от фекална проба, да я секвенират и да картографират тези последователности обратно към храни, използвайки референтна база данни. "Мисля, че ДНК метабаркодирането много прилича на баркод в супермаркет. Можем да мислим за определена ДНК последователност като уникален идентификатор за определен хранителен вид", казва авторката на второто изследване Брайана Петроне, студент в Медицинско училище в Дюк.

Д-р Дейвид и съавторът на доктор Аспен Рийз, който сега е младши сътрудник в Харвардския университет, стартираха проучването, след като се срещнаха с еколозите д-р Роб Прингъл от Принстънския университет и д-р Тайлър Картзинел, сега от университета Браун, който първоначално използва ДНК метабаркодиране за изследване на сложни хранителни мрежи от тревопасни животни в африканската савана. „Чудехме се дали техният метод ще работи при хората“, каза д-р Дейвид. "Нараства работата в областта на микробиома, което показва, че определени храни вероятно променят или оформят нивата на специфични бактерии в червата, но често нямаме придружаващи данни за диетата за изследванията на микробиомите."

За да проведат своето проучване, изследователите извадиха ДНК от хладилната камера, която беше извлечена от проби от изпражнения от предишно проучване. „Преди няколко години направихме проучване, в което подготвяхме храни за участници в микробиомната диета и знаехме какво точно ядат през дадена седмица, когато изпражненията им бяха събрани“, каза д-р Дейвид.

Изследователите секвенираха регион на баркод от хлоропластна ДНК в проби от изпражнения от 11 индивида, консумиращи както контролирана, така и свободно подбрана диета. Те успешно амплифицират растителна ДНК в около 50% от пробите, които се увеличават до 70% в проби от индивиди, хранещи се с контролирана диета, богата на растения. По-голямата част от секвенираните растителни ДНК съвпадат с обикновените човешки хранителни растения, включително зърнени храни, зеленчуци, плодове и билки. „Като цяло имаше добро широко съгласие между храните, които бяха изброени в дневниците, водени от участниците в проучването, и тези, които подредихме от изпражненията“, каза д-р Дейвид. "Ако дадена храна е била записана в диетичния запис, около 80% от случаите, ние също сме я открили чрез този подход на метабаркодиране."

Сравнително високият процент на неуспех на PCR и невъзможността да се разграничат някои диетични растения на ниво последователност предполагат потенциал за бъдещи усъвършенствания за подобряване на метода. Например, зелето, броколите, брюкселското зеле и кольраби са сортове от един и същи вид и изследователите не успяха да ги различат по последователността им в района на баркода на хлоропласта. Кафето е единствената храна, записана в диетата, която никога не е била открита с метабаркодиране на ДНК, може би защото неговата ДНК е била влошена или разредена при печене и варене.

Д-р Дейвид предвижда ДНК метабаркодиране да се използва в бъдещи проучвания, както и поднови възможността за анализ на диетата в по-стари проучвания. "Подобно на това проучване, бих могъл да си представя, че това ще се използва върху архивирана ДНК, за да се види дали има основни хранителни разлики, които могат да обяснят някои от микробиомните модели, които може да са били наблюдавани в едно проучване", каза д-р Дейвид. "В бъдеще можем да си представим, че това се използва в нови микробиомни проучвания за идентифициране на връзките между специфични храни и чревни бактерии, както и в по-широки изследвания на храненето като допълнение към традиционните техники за оценка на диетата."

Американското общество по микробиология е най-голямото едно научно общество за живота, съставено от над 30 000 учени и здравни специалисти. Мисията на ASM е да популяризира и напредва в микробните науки.

ASM напредва в микробните науки чрез конференции, публикации, сертифициране и възможности за образование. Той подобрява лабораторния капацитет по целия свят чрез обучение и ресурси. Той осигурява мрежа за учени от академичните среди, индустрията и клиничните условия. Освен това ASM насърчава по-задълбоченото разбиране на микробните науки пред различни аудитории.

Опровержение: AAAS и EurekAlert! не носят отговорност за точността на съобщенията за новини, публикувани в EurekAlert! чрез допринасящи институции или за използване на каквато и да е информация чрез системата EurekAlert.