Säg hej till några invånare i din kropp: Mycobacterium chelonae bakterie. De är en normal flora i tarmarna och luftvägarna hos människor och andra djur. De orsakar sällan tarm- eller lunginfektioner, men de kan orsaka lokala infektioner. © Centers for Disease Control and Prevention/Science Photo Library/Corbis Från stafylokokinfektioner till lunginflammation, halsfluss till urinvägsinfektioner, vi kan inte låta bli att känna att bakterierna runt omkring oss är främmande inkräktare, utformad för att göra ont, lemläsa eller döda oss. Och om bakteriekrigföring officiellt har deklarerats, vi får inte göra annat än att förstöra våra bakteriefolier, skapa en värld av steril fred genom Purell.
Bara ett problem. Vi är mikroberna som vi kämpar med.
Vår mikrobiom - insamlingen av mikrober och deras genetiska material som lever i och på kroppen- är packad så full av bakterier, virus och till och med svampar som våra mänskliga celler utgör bara 10 procent av cellerna i vår kropp [källa:Yang]. Om du flämtade för att lära dig det Escherichia coli stammar lever på din köksbänk, du kommer att bli riktigt upprörd när du inser att de också lyckligt bor i din tarm. Om du känner dig tjatig om de levande kulturerna i Lactobacillus i din yoghurt, du kommer förmodligen att bli olycklig att veta att det finns en blomstrande befolkning som koloniserar din vagina (eller av någon nära och nära dig).
Men även med den enorma densiteten och vikten av vårt mikrobiom, vi vet verkligen lite om det. Medan vi är medvetna om att något som ett överflöd av bakterier Clostridium difficile i tarmen kan orsaka dödliga hälsoproblem, vi är inte säkra på hur en frisk tarm ser ut. Följaktligen, forskare försöker inte bara avgöra hur våra mikrobiella vänner kan hjälpa eller skada oss, men också för att fastställa en baslinje för ett normalt mikrobiom. Ungefär som Human Genome Project som kartlade hela mänskliga gener, Human Microbiome Project vill identifiera hela vårt mikrobiella landskap.
Och dessa mikrober är inte bara hängare. Vi är värd för fler bakterier än vårt eget kött, blod, muskel - you name it. Självklart, mikrobiella celler är faktiskt en tiondel till en hundradel av storleken på en mänsklig cell, så det är inte så att vi bär på mycket extra vikt ... eller [källa:Kolata]? Nej, vi går alla runt en betydande 2 till 5 pund (0,9 till 2,3 kilo) bakterier på även det smalaste (eller renaste?) bod. (Hollywood Antibacterial Diet är säkert på väg.)
Så samla dina bakterier, dina svampar, dina arke och protozoer vid elden för att lära dig hur Human Microbiome Project fungerar.
Innehåll
De flesta människor ägnar inte mycket uppmärksamhet åt virus förrän de är sjuka, men många olika virus är en integrerad del av din personliga mikrobiella gemenskap. Sebastian Kaulitzki/iStock/Thinkstock Innan vi hoppar in i Human Microbiome Project, låt oss granska vad dessa forskare studerar. Mikrob är ett av de ord som vi hör och glatt hoppa över, tänker att det bara är en catchall för något litet och vagt bakteriellt. Som, det visar sig, är typ av korrekt.
Medan bakterier verkligen utgör en stor del av vårt mikrobiom, några andra mindre kända mikrober utgör vårt mikrobiella parti, för. Ta archaea , som liknar bakterier så att under en lång tid, forskare antog bara att de var bakterier. Inte så. De har faktiskt olika aminosyror och sockerarter och en annan genetisk struktur. En gång tänkt att bara bo i extrema miljöer, archaea har hittats i det muntliga, tarm- och vaginala slemhinnor hos människor.
Då har du protozoer , som vi ibland kallar "bakterier" eftersom vissa typer kan orsaka dysenteri eller malaria, men de är lite större än bakterier. Och låt oss inte glömma svamp bland oss, som kan täcka huden utan större konsekvenser - eller flytta in i infektionsområdet. Virus är också en del av vårt mikrobiom, men tro inte att de bara väntar idiot på smutsiga händer för att ge dig en förkylning.
Faktiskt, våra mikrober är i stort sett inte lata hushållsgäster som tar en tur på vår kropp. De kan mer lämpligt jämföras med den välskötta personalen på ett fantastiskt gods. Till exempel, en av de viktigare funktionerna hos virus i mikrobiomet är att infektera bakterier, ändra antingen hur bakterierna fungerar eller hur mycket det finns. Så det är användbart att tänka på virus som att arbeta med (eller mot) bakteriefunktion i vår kropp [källa:Williams].
När du lider av förkylning och räcke mot bakterier, kom ihåg att utan mikrober kunde du inte äta eller andas. Även om det inte finns på kroppen, fotosyntetiska bakterier i vatten producerar hälften av vårt syre [källa:University of Utah]. Mikrober packar vårt system för att underlätta matsmältningen och syntetisera vitaminer, och du kan bli glada att rapportera vid din nästa middag att hälften av din avföring inte är matrester utan mikrobiell biomassa som snabbt fylls på i din tarm [källa:Kolata]. De goda avvärjer infektionen eller sjukdomsframkallande mikrober och stärker vårt immunsystem, och - som vi lär oss med tillstånd av Human Microbiome Project - gör mycket mer.
Så nu när vi vet vad vi studerar, låt oss hoppa in i själva Human Microbiome Project. Finansierat genom U.S.National Institutes of Health, den första fasen var planerad för ett femårigt schema och inkluderade att ta prover från det humana mikrobiomet och utveckla en referensuppsättning av mikrobiella genom-sekvenser (målet var 3, 000 sekvenser). Den andra fasen (2013-2015) innebär att man utvecklar en slags katalog med mikrobiomdatauppsättningar för att hjälpa det vetenskapliga samhället att undersöka och studera sjukdomar och hälsa. De har också den bredare, utmanande uppgift att undersöka sambandet mellan en persons mikrobiella samhälle och olika sjukdomar och tillstånd.
Varför har inte detta gjorts tidigare? Tekniken fanns inte. Det fanns egentligen inget sätt för forskare att studera mikrobiombor eftersom de inte kunde odlas eller isoleras i laboratoriemiljö. Men med framsteg inom DNA -sekvensering och teknik, forskare kunde nu isolera genetiskt material från mikrobiella samhällen utan att behöva odla dem [källa:NIH]. Och så började projektet 2007 med en budget på 170 miljoner dollar och en ganska enkel uppgift:ta prover från ett tillräckligt stort antal friska människor för att bestämma en grundlinje eller ram för vad ett mänskligt mikrobiom innebär.
Den första fasen började med att rekrytera volontärer som ansågs vara ”friska”. Det var inte lätt:600 ämnen mellan 18 och 40 togs in, men efter noggranna undersökningar (för saker som hålrum och jästinfektioner samt allmän hälsa), mer än hälften avvisades. Två hundra fyrtiotvå försökspersoner från Houston, Texas, och St. Louis, Mo., äntligen uppfyllde kriterierna, och var de lyckliga som fick svabba flera platser vid flera gånger, och sedan låta deras biom sekvenseras av mer än 200 forskare vid 80 olika institutioner [källa:Kolata].
Varje man togs på 15 platser, och varje kvinna i 18 (för att ta hänsyn till den mikrobiella miljön i slidan), upp till tre gånger under två år. Proverna inkluderade områden i tarmen (tagna från avföringen), näsan, och flera platser i munnen och på huden.
Under studiens gång, mer än 11, 000 prover togs, och forskare kunde sekvensera en del av RNA -materialet för att identifiera mikroberna, samt bestämma storleken på befolkningen [källa:Baylor College of Medicine]. Än så länge, 800 av proverna gick igenom en hel genomsekvens [källa:Baylor College of Medicine]. Projektet har genererat enorma 3,5 biljoner byte data, vilket är tusen gånger mer än Human Genome Project [källa:Baylor College of Medicine].
National Institutes of Health Common-Fund-finansiering användes under 2013, men projektet började sedan finansiera sig genom 16 deltagande NIH -institut [källa:Mole]. Forskare håller fortfarande på att upprätta striktare provtagningsprotokoll, och försöker hitta en bas för tekniskt stöd och resurser.
uBiomeVill du vara i förnamn med befolkningen i ditt mikrobiom? För $ 89, uBiome kommer att berätta vilka mikrober som finns i ditt personliga mikrobiom, och låt dig veta vad vi hittills vet om bakterierna som kallar dig hem. Du kan jämföra dina data (anonymt) med andra, också. Besök uBiome.com för mer information.
Med biljoner och biljoner byte med data som Human Microbiome Project har genererat, du kan satsa på att fynd inte är svåra att komma fram till. En av de första - och mer chockerande - upptäckterna var att baserat på provernas genetiska innehåll, det kan finnas nästan 8 miljoner unika mikrobiella gener över de vuxna som studerats. Det är hundratals gånger mer än det mänskliga genomet bidrar till kroppen [källa:Yang]. De fann också att även dessa friska människor hade mikrober som kan orsaka problem i ett försvagat immunsystem, men verkade glad att umgås ofarligt i de flesta fall. Det betyder att bakterier gillar staph och E coli finns hos vanliga människor, men inte nödvändigtvis presentera en infektion.
Ännu svalare:Ingen mikrob var närvarande i varje person, vilket också verkar innebära att det inte finns något "normalt" mikrobiom. De fann också att mikrober var mest lika på samma plats för olika ämnen. (Vilket betyder att mellan två personer, de mikrobiella samhällena på huden, till exempel, var mer lika än mikrobiella samhällen på olika platser på en person.) Men olika bakterier kan utföra samma funktion mellan olika individer:Medan två människor kan smälta kolhydrater lika bra, det kan vara två olika bakteriearter som gör jobbet i varje person [källa:Baylor College of Medicine].
Att studera det mänskliga mikrobiomet (och använda projektets data) har redan lett till några fascinerande resultat. En studie från 2012 visade att det vaginala mikrobiomet förändras signifikant med graviditet. Lactobacillus johnsonii är en bakterieart som normalt finns i tarmen för att hjälpa till att smälta mjölk, men det blomstrar i slidan när en kvinna väntar. Forskare antar att ett barn som kommer genom vaginalkanalen-och möter mikrober för första gången-kan använda dessa mikrober för att hjälpa till med att smälta bröstmjölk från get-go [källa:Zimmer]. Det finns också en hypotes om att en vaginal födelse, som utsätter barnet omedelbart för tarmarna, vaginala och hudmikrober, kan visa sig vara mer idealiskt för ett barns immunsystem än en steril kejsarsnitt. En studie i Puerto Rico studerar huruvida swabbning av C-sektionsbarn med vaginala sekret strax efter födseln kan bidra till en härdig bakteriekoloni [källa:Gitig].
Och låt oss inte glömma att studier av bakterier förhoppningsvis kommer att leda till en bättre förståelse av antibiotika och bakteriell resistens. Det är inte längre livskraftigt att anta att "goda" bakterier automatiskt kommer att återbefolkas efter "snedstreck och bränning" som sker när ett antibiotikum introduceras. Forskare tänker på mikrobiella miljöer som kräver noggrann beskärning och främjande. Istället för att ge antibiotika för att döda staph, ett alternativ kan vara att applicera en kräm som goda bakterier kan livnära sig på för att hjälpa till att störta inkräktarna [källa:Zimmer].
För att lära dig mycket mer om de mikrobiella vänner som hänger hyresfritt på din person, kolla in nästa sida för mycket mer information.
Fler mikrobiella fyndDet har skett en hel del mikrobiella fynd under de senaste åren, delvis tack till Human Microbiome Project. En var introduktionen av avföringstransplantationer att behandla C. difficile -infekterade patienter; forskare hoppas nu att en specifik typ av bakterier kan administreras istället [källa:Gitig]. Forskare har också upptäckt att en viss bakteriestam är förhöjd hos patienter med parodontit, vilket gör att vi kan få en bättre förståelse av munhälsan [källa:NIH]. Forskare studerar också varför när tarmbakterier från överviktiga möss överförs till deras tunnare motsvarigheter, de tunnare mössen går upp i vikt. Studier visar nu att mikrobiomet hos de fylligare mössen kan förändra hur kroppen använder socker för energi och fettlagring [källa:Zimmer].
Det är svårt att inte bli fascinerad av det faktum att våra kroppar inte riktigt är våra, men kräver ett genomarbetat system av levande varelser för att hjälpa oss att ta oss igenom dagen. Att komma ihåg att mikrober kan leva lyckligt utan oss men vi skulle vara döda utan mikrober kan tillåta oss att vårda och skydda systemet som vårdar och skyddar oss.
