Mikrobielle Manifest: Die globale Push-to-Mikrobiom (Kavli Roundtable) verstehen

Alan Brown ist ein Schriftsteller und Blogger für die Kavli-Stiftung. Lesen Sie mehr Perspektive-Stücke auf der Zielseite Kavli Experten stimmen. Braun trug dieses Artikels auf Leben Wissenschaft Experten stimmen: Op-Ed & Einblicke.

Mikroben könnte bald an der Spitze der weltweit großen Wissenschaft Liste. Ende letzten Jahres hat ein Konsortium von Wissenschaftlern aus 50 US-Institutionen "Unified Microbiome Initiative," eine nationale Anstrengung, um unser Verständnis von Mikrobiome, Gemeinschaften von einzelligen Organismen wie Bakterien, Viren und Pilze.

Mit einem einheitlichen Fokus hoffen Forscher, erfahren wie Mikrobiome könnte nicht nur ansteckende Krankheiten zu heilen und reduzieren Antibiotika-Resistenzen, aber auch zurückfordern erschöpften Ackerland, Dünger und Pflanzenschutzmittel Verwendung schneiden und produzieren neue Kraftstoffe und Kohlenstoff-basierten Chemikalien.

Diese ehrgeizigen Ziele zu erreichen erfordert eine ebenso ehrgeizige Aufwand, neue Werkzeuge und Kooperationen, aufbauend auf Durchbrüche in der Analyse der mikrobiellen DNA, Proteinen und Metaboliten zu entwickeln. Solche Analysen zeigen, dass mikrobielle Gemeinschaften unglaublich vielfältig, darunter Hunderte von Tausenden von verschiedenen Mikrobenarten, alle Interaktion mit einander sein können. Im menschlichen Darm diese Mikroben Verdauung, aber sie können auch Auswirkungen auf Fettleibigkeit, Allergien und sogar die Entwicklung des Gehirns. Über unseren Körper Mikroben der Erde sauerstoffreiche Atmosphäre geschaffen und ermöglichen und Ozean Pflanzenwelt gedeihen.

Während heutige Tools sehr viel über die Moleküle in mikrobieller Gemeinschaften erzählen können, können sie nicht erklären die Funktion dieser Moleküle und wie sie Mikroorganismen zusammen arbeiten ermöglichen. Nur mit dieser Ebene des Verstehens werden Wissenschaftler in der Lage, Mikrobiome zur Verbesserung der menschlichen Gesundheit und der Umwelt zu nutzen.

Vor kurzem veranstaltete die Kavli Foundation einen Google + Hangout über das Potenzial der Natur Mikrobiome und wie wir anzapfen können. Die Teilnehmer enthalten:

Janet Jansson ist Chefwissenschaftler der Biologie in der Erde und biologische Wissenschaften Direktion am Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) und Sektor führen PNNL Forschung in das Department of Energy biologische Systeme Science Division. Sie koordiniert zwei Programme, PNNL der Biologie: die Mikrobiome im Übergang (MinT) Initiative zu studieren, wie Klima- und Umweltveränderungen natürlicher und menschlicher Mikrobiome und DOE grundlegenden wissenschaftlichen Fokusbereich, Prinzipien der mikrobiellen Gemeinschaft Design auswirken.

Rob Knight ist der Gründer der amerikanischen Darm-Projekt, ein Open Access-Projekt zur Erhebung des Verdauungssystems Mikrobiom und seine Wirkung menschlicher Gesundheit und Entwicklung. Er hält Termine an der University of California, San Diego School of Medicine und Department of Computer Science und Engineering, wo er entwickelt Bioinformatik Systeme zu klassifizieren und zu interpretieren große Sätze von biologischen Daten.

Jeff F. Miller ist Direktor des California NanoSystems Institute, eine multidisziplinäre Forschung-Organisation und der korrespondierende Autor des Konsortiums Wissenschaft Papier. An der University of California, Los Angeles, Miller hat Fred Kavli Chair in Nanosystemen Sciences und ist Professor für Mikrobiologie, Immunologie & molekulare Genetik.

Unten stehend finden Sie eine modifizierte Abschrift der Diskussion. Bearbeitungen und Änderungen wurden von den Teilnehmern, gesprochene Kommentare, die während der live-Webcast zu klären.

Die Kavli-Stiftung: Also, beginnen wir mit einer Frage. In Microbiome Forschung gab es eine kambrischen Explosion. Vor zehn Jahren waren Mikrobiome kaum auf der Karte. Im vergangenen Jahr enthalten 25.000 Papiere den Begriff. Warum geschieht dies nun? Ist es nur, weil wir mikrobiellen DNA lesen können, oder andere Technologien dies möglich machen?

Jeff Miller: Es gibt eine Menge von Faktoren, die zusammen kamen, um diese Explosion des Interesses zu verursachen. Erstens ist sicherlich die Fähigkeit, rasch DNA-Sequenz. Und in den letzten 10 Jahren oder so, wir haben gesehen, eine Weiterentwicklung von Technologien, die ermöglichen, mikrobielle Gemeinschaften mit steigender Auflösung und Raffinesse zu charakterisieren. Aber wir haben auch viele Engpässe auf dem Weg begegnet. Und Interpretation dieser massiven sequenzierten Datenmenge ist eines dieser Engpässe.

Rob Knight: Ich bin damit einverstanden. Ich denke, es ist wirklich die Kombination von der DNA-Sequenzierung Tools viel billiger und die Berechnungswerkzeuge, einschließlich die Toolkits, die von uns entwickelte, die die Informationen einer breiten Community von Benutzern viel mehr zugänglich machen. Ich denke, was wir sehen wird in der Zukunft sind Werkzeuge, die die Bestände der Arten oder Vorräte von Genen hinausgehen und stattdessen viel mehr Aufschluss darüber wie diese Arten und Genen funktionieren werden. Aber das ist eine ganze Menge über die weitere Entwicklung der Software und der Knowledge Base zur Nutzung dieser Software erfordern.

TKF: Haben Janet, Sie bitte zusätzlichen Gedanken dazu?

Janet Jansson: Ja. Mit DNA-Sequenzierung erhalten wir Informationen über die Zusammensetzung des Mikrobiome, aber es ist auch interessant zu wissen, was diese Mikroben tun. Zum Beispiel, wenn wir ihre Protein oder Metaboliten Zusammensetzung verstehen könnte, könnten wir bekommen, besser zu verstehen, was sie in den verschiedenen Arten von Lebensräumen und in unserem Körper tun. Es gibt eine Menge von Entwicklungen in diesen Bereichen, aber diese Tools sind noch nicht so weit hinter den Sequenziertechnologien.

TKF: Also, brauchen wir ein großes Programm, eine Unified Microbiome Initiative, um diese Fähigkeiten zu entwickeln? Konnte es nicht wir bauen auf bestehenden Technologien oder müssen wir völlig neue Arten von Wissenschaft zu erfinden?

Miller: die wahrscheinliche Antwort lautet: "beides." Sicherlich gibt es viel Platz für inkrementelle Fortschritte führt zu besseren Sequenzierungstechnologie und dergleichen. Aber wir brauchen auch einige Quantensprünge zur gleichen Zeit.

Das Feld ist rasch vorangeschritten. Aber wir haben erreicht, eine Hochebene, die mit den Einschränkungen der aktuellen Technologien zu tun hat. Wir müssen weiterhin mikrobielle Gemeinschaften sehen wo sie live, in Echtzeit. Wir wollen wissen, was sie tun. Welche Gene sind sie Ausdruck? Welche Proteine machen sie? Was sie synthetisieren Metaboliten sind? Wie reagieren sie auf einander und ihre Umgebungen?

Dann müssen wir in der Lage, all diese Daten zu nehmen und in einer Weise, die ermöglicht es uns, Fragen zu stellen und neue Hypothesen, dass können wir testen und verfälschen oder richtig beweisen zu interpretieren.

Diese sind wirklich große Aufträge. Sie werden nicht nur neue Technologien, sondern auch die Eingabe von Mitarbeitern in Technik, Physik und Chemie, sowie den Life Sciences, Umweltwissenschaften, Informatik und mehr erfordern.

TKF: Ich bin neugierig auf die Computer-Wissenschaft-Seite davon. Rob, haben Sie einen gemeinsamen Termin UC San Diego medizinische Fakultät und die Fakultät für Informatik. Ist es so viel verlangt? Ich meine, wir haben große Daten. Werden wir etwas mehr brauchen?

Ritter: Nun, das Problem ist, dass big Data und Magie nicht ganz dasselbe sind. Es gibt viele Fortschritte, die auf der Seite des Algorithmus passieren müssen. Im Allgemeinen geben Machine Learning und generische Algorithmen Sie eine gute, aber nicht ideale, Antwort auf eine bestimmte Fragestellung. Und je mehr Informationen Sie können am Anfang dieser Algorithmen für Ihr spezielles Problem anzupassen, desto besser werden Sie tun.

Die andere Sache ist, dass obwohl wir eine enorme Menge an Daten produzieren, noch durch die Datenmenge begrenzt sind – es ist immer noch nicht genug – und durch unsere Fähigkeit, sie zu interpretieren. Das Problem, eine Menge Leute sind jetzt ist, dass sie so viel mikrobiellen Gemeinschaftsinformationen gesammelt haben. Sie haben über tausend Arten, die sie nicht verstehen. Sie sind 1 Million Gene auflisten, die sie nicht verstehen. Dann gehen sie auf andere Arten von Molekülen mit Metatranscriptomics oder Metaproteomik oder Metabolomik, erneut, erstellen sie sehr große Vorräte, die sie nicht, auch verstehen messen.

Aber auch mit Daten, wir sind noch begrenzt durch die Anzahl der Proben, und durch unsere Fähigkeit, mit Anmerkungen versehen und diese Einheiten zu verstehen. Es gibt eine große Rolle für beide vorhandenen Algorithmen, die angewendet werden können effektiver wie wir mehr Daten bekommen und grundlegend neue Algorithmen sowie neue Wege der Datenverarbeitung, die radikal verändern, wie wir denken Berechnung selbst.

TKF: Teil der Herausforderung ist, dass wir einen besseren Weg, um näher an die Bewohner der metaphorischen Stadt, die ich bereits erwähnt. Es ist als ob wir dieser Stadt aus dem Weltraum betrachten und versuchen, Volksrepublik Rollen herauszufinden, wenn wir selbst diese Personen nicht sehen können, nicht wahr?

Ritter: Es ist noch ein wenig schlimmer. Sie fliegen draußen in Ihrem UFO, und man nimmt einen großen Teil der Stadt, zermahlen es, Aussehen überhaupt die DNA und Chemikalien, und versuchen, Sinn. Das kann ein wirksam oder unwirksam Weg, die Stadt zu verstehen sein. Sie erhalten einen Überblick über einige der chemischen Prozesse, die passiert sind, und einige der Gene, die zum Ausdruck gebracht werden. Aber du wirst nicht viel über die Soziologie oder wie diese Organismen kommunizieren lernen.

Jansson: Ja, und eine weitere Möglichkeit, dieses Problem anzugehen ist einfachere Mustergemeinden verwenden. Auf diese Weise, wenn wir nicht die Instrumente und Datentools zur Bewältigung dieser hochkomplexen Gemeinschaften, haben mindestens eine Modell-Community, die uns bestimmte Interaktionen zu untersuchen wird.

TKF: das heißt, ist es einfacher, etwas zu studieren viel einfacher?

Jansson: Ja, zumindest für jetzt. Volle Gemeinschaften sind die unterschiedlichsten Lebensräume für Mikroorganismen auf der Erde. Wir gehen so viele Daten, dass wir nicht begrenzt sind, durch die Menge der Daten, die wir produzieren, sondern durch unsere Fähigkeit zur Verarbeitung der Daten. Sogar mit Supercomputern es kann Wochen dauern, wenn nicht Monate, nur all diese Daten durch unseren Computern laufen.

Ritter: bei allem Respekt, ich denke, wir sind immer noch Daten begrenzt, da wir nicht genügend Proben haben.

So ist es als ob wir, sagen wir, fünf Fotos hatten, und wir sie mit einer höheren Auflösung nehmen. Das erzeugt eine Menge Daten, aber nicht genug, um einen Film zu erstellen. Was wir wirklich brauchen ist, sagen, 100.000 Bilder. Und egal, wie viel mehr Informationen, die wir raus die geringere Anzahl von Frames haben, wir werden nie in der Lage, diesen Film zusammengestellt.

Also, das ist eine Menge von was wir konfrontiert sind. Gerade jetzt, es ist so teuer, jede Probe zu verarbeiten, es ist wirklich schwierig, genügend Proben bekommen. Das ist wirklich, warum müssen wir sein Mikroben viel, viel schneller auslesen können, viel, viel billiger. Und wir müssen auch immer höher Auflösung Techniken verwenden, um volle Film der wie die Interaktionen stattfinden.

Jansson: Ich bin damit einverstanden, wir brauchen mehr Proben. Aber selbst dann ist es sehr schwierig, die Informationen aus einer Probe zu verarbeiten.

Miller: rechts. In der Tat wissen wir die Funktionen der nur etwa die Hälfte der Gene, die wir in diesen Gemeinden erkennen. Und der Hälfte denken wir, wir wissen, die Höhe der MIS Annotation und unsachgemäße Kontext Annotation, sind ebenfalls signifikant. Also versuchen wir, eine Puzzle mit nur einigen der Stücke zusammen zu setzen. Und wenn man kleine Moleküle, ist diese Situation noch schlimmer. Etwa zwei Prozent der Metaboliten festgestellt, dass in der typischen mikrobiellen Gemeinschaft Karte und bekannten Strukturen. Und nur ein Bruchteil der zwei Prozent sind auf bekannte biochemische Stoffwechselwege. Also brauchen wir mehr Informationen.

TKF: Diese Metaboliten sind bakterielle Verdauung beteiligt. Sind sie wie Bakterien kommunizieren miteinander?

Müller: Ja, wie sie kommunizieren, und wie sie Energie erwerben. Sie sind die Abfallprodukte, die sie freigeben, und die kleinen Moleküle, mit denen sie konkurrieren mit anderen Mikroben und mit ihrer Umgebung interagieren. Und viele andere Dinge, die müssen noch entdeckt zu werden. Diese kleinen Moleküle sind die Sprache der mikrobiellen Gemeinschaften.

TKF: Griff zu bekommen alle, die das klingt wie eine imposante Forschungsprojekt. Aber nehmen wir an, Sie hatte diese Werkzeuge heute. Was ist es, das Sie studieren möchten? Jeff, studieren Sie die Entwicklung von Bakterien, die Krankheiten verursachen. Was würden Sie mit diesen Tools?

Miller: junge, gute Frage. Ich denke, ein Bereich, der Prime für den Fortschritt--ist und einige Fortschritte bereits--ist die Idee des Nehmens einer Gemeinschaft, die etwas robuster, aber nicht wirklich optimal für seine Umwelt oder Host sein und Technik, so dass es mehr positive Eigenschaften und weniger nicht-positiven Eigenschaften hat.

Damit wirklich erfordert ein Verständnis der ökologischen Prinzipien, die Regeln der Gemeinschaft Zusammensetzung, Robustheit, Reaktion auf Veränderungen, und so weiter. Deshalb können reprogram mikrobielle Gemeinschaften wirklich eines unserer obersten Ziele.

Es gibt verschiedene Schritte auf diesem Weg, die man sich vorstellen kann. Aber wir sind nur in den sehr frühen Stadien des Seins in der Lage, das zu tun. Also wenn ich eins zu studieren zu wählen, es wäre zu verstehen, wie mikrobielle Gemeinschaften gut genug aufgebaut sind, ermöglichen prädiktive zuverlässig, reengineering jener Gemeinschaften zur optimieren ihre Funktionen.

TKF: Sehr interessant. Janet, ich weiß, dass Sie human Microbiome Zusammenarbeit. Aber Sie haben auch einen Ruf entwickelt, denn untersuchen, wie die Umwelt beeinflussen Mikrobiome in Alaska Permafrost und am Golf von Mexiko ändert. Welche Arten von Dingen gelernt habt und was sagen neue Tools würden Sie, dass du noch nicht kennst?

Jansson: für Umweltstudien, wir verstehen wollen, wie Ereignisse, z. B. die Deepwater Horizon Oil spill am Golf oder das Auftauen des Permafrosts aufgrund der globalen Erwärmung in Alaska, wird Auswirkungen auf die Mikroben und die Prozesse, die sie in diesen Systemen durchführen.

Mit der Gulf Oil Spill hatten wir Organismen, während das Verschütten angereichert waren, und konnten das Öl abbauen. So, das war interessant, aus dieser Perspektive.

Im Permafrost haben wir eine riesige Reserve von Kohlenstoff, die derzeit in dieser Umgebung gefangen ist. Was passiert also zu, dass Kohlenstoff wie der Permafrost taut und die Mikroorganismen beginnen, aktiv zu werden und beeinträchtigen die Carbon? Gehen sie viel mehr Kohlendioxid in die Atmosphäre und die globale Erwärmung Prozess noch schlimmer machen? Auf einer sehr grundlegenden Ebene müssen wir verstehen, was diese Mikroorganismen tun.

TKF: Sehr gut. Ich möchte auf einige Fragen der Zuhörer zu bewegen. Wissen Sie, Mikrobiome sind plötzlich in den Nachrichten, und mehrere Zuhörer wollen wissen über Produkte, die Versprechen, unsere Gesundheit zu verbessern und bestimmte Bedingungen durch die Veränderung unserer Mikrobiome zu heilen. Rob, habe Sie den amerikanischen Darm für eine Weile jetzt studiert. Wissen wir genug über Mikrobiome für alle, die diese Art von Anspruch machen?

Ritter: Ja, aber so weit, die begrenzt ist, nur sehr wenige Menschen. Zum Beispiel gab es ein wirklich schönes Papier in Zelle von Eran Segal und Eran Elinav des israelischen Weizmann Institute of Science. Es zeigte sich, dass auf der Grundlage Ihrer Microbiome, können Sie Vorhersagen, welche Lebensmittel gut oder schlecht auf den Blutzucker auswirken werden. Der Nachteil ist so weit, dass sie nur tun können, die in der israelischen Bevölkerung, wo ist das Essen Inventar etwas anders aus, was Sie zum Beispiel in den Vereinigten Staaten sehen würde. Aber diese Technologie ist am Horizont und sehr schnell zu verbessern.

Probiotika angeht, gibt es nicht viele Belege dafür, dass Probiotika Verbesserung der allgemeinen Gesundheit beim Menschen, obwohl es einige interessanten Daten bei Mäusen gibt. Auf der anderen Seite gibt es eine ganze Reihe von Probiotika, die klinisch in gut durchgeführten randomisierten kontrollierten Studien untersucht wurden. Für eine Reihe von Bedingungen, wie Reizdarm-Syndrom, Post-Antibiotika Durchfall und So weiter gibt es bestimmte Probiotika auf dem Markt, die klinisch validiert worden sind.

Allerdings ist es ähnlich wie Drogen, wo bestimmte Probiotika für besonderen Bedingungen gut sind, aber nicht etwas, das Sie in der Regel nehmen sollten. Und auf die gleiche Weise, die man für Drogen erwarten würde, die meisten Menschen brauchen die meisten Probiotika nehmen die meisten der Zeit, oder zumindest nicht diejenigen, die bislang untersucht wurden. Also, ich glaube, es ist fair zu sagen, dass die Begeisterung des Publikums stark die tatsächliche Anhaltspunkte überflügelt. Aber es gibt einige Beweise zugrunde liegen, dass die Begeisterung.

TKF: Jeff, was bringt die Zukunft? Gehen wir in der Lage sein, Krankheiten zu heilen? Werde ich meine Microbiome Stoffwechsel beschleunigen, so kann ich Eis essen und nie eine Unze gewinnen?

Miller: betrachtet man die Probiotika, die draußen sind, datieren sie Weg zurück. Sie haben ihren Ursprung in der Lebensmittelproduktion, Gärung, Käserei und anderen Prozessen. Die Frage ist, also haben sie einen gesundheitlichen Nutzen oder nicht? Und die Ergebnisse sind oft nicht eindeutig.

Aber das ist ganz anders als das betrachten, was wir jetzt wissen, und Fragen: okay, wie würden Sie Ingenieur oder überarbeiten dieses System? Wäre eine kleine Konsortien von Bakterien eine gute Möglichkeit, Abnahme von Fettgewebe und Muskelmasse mit einer Diät zu erhöhen? Also, wie Rob sagte, haben nicht wir noch an einem Punkt angelangt wo wir unser moderne Verständnis von Mikrobiome auf Probiotika nun auf dem Markt angewendet haben. Aber das Potenzial dafür ist definitiv da.

Um Ihre Frage zu beantworten, könnte es also ansteckende Krankheiten kurieren. Ein gutes Beispiel ist Clostridium Difficile-induzierte Diarrhoe, die durch Antibiotika verursacht wird. Das beste Heilmittel, das wir kennen ist die fäkale Microbiome Transplantation eines gesunden Spenders. Es ist etwa 90 Prozent effektiv, so dass wir wissen, dass es funktionieren kann. Es ist sehr grob, und also die Frage nun ist, wie man es besser durch mehr verfeinert, Wissenschaft, sondern als Kleinbetrieb empirischen Tests.

Ritter: Es ist wichtig zu bedenken, dass dies nicht nur für die Zukunft. Menschen herumlaufen, lebendig, wäre tot, hatte sie keine fäkale Microbiome Transplantationen erhalten. Das ist wirklich eine aktuelle Technologie, die funktioniert und jetzt klinisch angewandt. Und was wir tun müssen, um es zu verfeinern. Aber es ist nicht etwas, das in der Zukunft liegt, es ist etwas, das heute hier ist. [Körper Bugs: 5 überraschende Fakten über Ihre Microbiome]

TKF: Dies öffnet sich einige sehr interessanten Fragen. Eines der Dinge, die wir über die human Microbiome entdeckt habe ist, dass es alle Arten von Dingen, von der Entwicklung des Gehirns und Adipositas zu Verhalten beeinflusst. Das sind genau die Dinge, die definieren, wer wir sind. Jetzt reden wir über möglicherweise Synthese künstlicher Mikrobiome. Dies wirft einige ethischen Fragen, nicht wahr?

Miller: auf jeden Fall. Ethik ist eine riesige, riesige Fläche. "Do no Harm" ist die erste Direktorin, ob wir reden Permafrost, Landwirtschaft oder den menschlichen Magen-Darm-Trakt. Und so, haben die Anforderungen für reengineering Mikrobiota als Medikament verwenden zu strengen und sorgfältig kontrolliert werden. Und Sicherheit, natürlich wird die erste Ausgabe zu sein.

Aber es ist kompliziert, denn das sind dynamische Systeme. Und die Frage ist, wie lange Änderungen dauern werden? Was würde das Ergebnis machen diese Störungen, usw. ändern? Wir müssen also sehr viel mehr zu verstehen, bevor wir versuchen, Ingenieur und in großem Maßstab zu manipulieren.

TKF: Janet, studieren Sie Ökologie. Könntest du dir vorstellen, eine groß angelegte ökologische Intervention mit Mikrobiome?

Jansson: bevor ich die Adresse, ich will nur zurück zu unserer früheren Diskussion über Probiotika gehen. Zusätzlich zu unseren Microbiome ändern, können wir es auch durch die Nahrung beeinflussen, die wir hineingesteckt. Dies ist auch eine Strategie, die manchmal erfolgreich, ist aber nicht sehr gut verstanden. Statt ein Probiotikum nennt man ein Präbiotikum. Beispielsweise können Sie essen, was heißt, eine resistente Kohlenhydrate oder Stärke, die nicht leicht zu verdauen ist. Also macht es auf Ihren Darm relativ intakt. Dadurch können die Mikroorganismen in Ihrem Darm zu konsumieren und zu gären, es, und das ist vorteilhaft für die Darmspülung Gesundheit.

Was eigentlich ein Ökosystem in großem Maßstab zu manipulieren, ist dies natürlich schwierig. Es wurden Menschen, die Düngung der Weltmeere durch Zugabe von Eisen, um Puffer oder die Auswirkungen der steigenden CO2-Konzentrationen gesprochen haben. Aber wenn es darum geht, Permafrost, wie den Abbau des Kohlenstoffs zu verhindern, die dort eingeschlossen ist? Das ist schwierig. Aber durch Erkenntnisgewinn über die Arten von Organismen, die es gibt und die, die aktiv werden, wenn der Permafrost zu tauen beginnt, können wir zumindest die Auswirkungen dieser Änderungen vorhersagen.

Ritter: nur um zu bauen auf was Janet sagte, es ist wichtig zu bedenken, dass wir bereits radikal, durch Landwirtschaft umgestaltet haben, Boden und menschliche Mikrobiome über einen Großteil des Planeten. Wir sind in Staaten mitgebracht, die keinen Präzedenzfall in der Natur haben.

Das Problem ist, dass wir nicht verstanden, was wir taten oder was unsere Auswirkungen auf die Mikrobiome waren. So ist es nicht, dass wir sie nicht ändern können. Wir ändern sie bereits. Und bereits geändert haben. Ändern mehr die Frage,"können wir ihnen gewissermaßen nuanciert und Regie, wir ein besseres Verständnis der Möglichkeiten besitzen, wie wir sie, auf das Mikrobiom Ebene im Gegensatz zu den gewerblichen oder beruflichen Ebene zu ändern?"

TKF: Wir haben Mikrobiome, die Auswirkungen auf die Entwicklung und Verhalten gesprochen. Dies sind die Dinge, die unsere Persönlichkeit bestimmen. Für eine lange Zeit dachten die Forscher, dass unser Erbgut diese Dinge bestimmt. Verstehen wir das Zusammenspiel zwischen Mikrobiome und Genom? Janet, sind Sie schütteln den Kopf, also warum Sie nicht anfangen.

Jansson: Ich kann Ihnen sagen, dass dies ein richtiges heißes Gebiet der Forschung jetzt ist. Meine Fraktion und einige andere Gruppen versuchen, die Verbindung zwischen der Wirtsgenom und das Mikrobiom. Ich kann nur sagen, dass vorläufige Ergebnisse – gab es einige Veröffentlichungen, die vor allem mit Blick auf Maus-Modellen – legen nahe, dass ein Zusammenhang besteht. Rob eine historische Perspektive, Blick auf verschiedene Arten der menschlichen Bevölkerungen und die Auswirkungen der angestammten Lebensweise auf Mikrobiome genommen. Rob, vielleicht möchten Sie sich dazu äußern?

Ritter: Ja. Wir wissen, dass sowohl beim Menschen als auch bei Mäusen Lebensstil Verhaltensweisen, wie Ernährung und Hygiene besonders, einen viel größeren Einfluss als Host Genetik gehabt haben. Dies gilt, obwohl Host Genetik hat noch ein statistisch hoch signifikanter Einfluss auf Besonderheiten des Mikrobiom, einschließlich Interessanterweise verfügt, die mit Übergewicht beim Menschen sind.

Miller: Fügen Sie eine Sache, was Rob gesagt, wir haben weiters mit unseren mikrobiellen Gemeinschaften schon lange bevor wir Homo Sapienswurde. Wir haben nur etwa ein Dutzend Gene in unserem Genom, komplexe Kohlenhydrate zu verdauen. Die Mikrobiota in unserem Magen-Darm-Trakt bringt Hunderte von Genen, die das für uns tun. Und so, wenn wir eine gesunde ballaststoffreiche Ernährung essen, was wir wirklich tun ist unter Berufung auf diese mikrobielle Konsortien, dass Lebensmittel für uns, zu verdauen, so dass wir einige der Produkte und für Energie und andere Zwecke zu verwenden.

TKF: So, wie ein Zuhörer fragt, ists vielleicht nicht so eine tolle Idee, bakterizide verwenden, um Mikroben auf jedem Untergrund in unseren Häusern zu töten?

Miller: keine gute Idee für eine Vielzahl von Gründen. Rob, schüttelte Sie den Kopf, so lasse ich Sie starten.

Ritter: Nun, es ist schlecht für so viele Gründe. Sowohl im Hinblick auf die zunehmende antibiotikaresistente Bakterien, weil die Bakterien, die überleben, Ihre Versuche, sie zu töten dann die Resistenzgene auf andere Bakterien ausbreiten können, die uns direkt zu infizieren. Und auch da gibt es zunehmend Hinweise, dass Ihr Haus auch sauber zu halten erhöht das Risiko von Autoimmunerkrankungen, vor allem bei Kindern.

TKF: Wir ziehen bis zum Ende der Diskussion, so möchte ich Sie bitten, eine letzte Frage. Sie wissen, unser Verständnis von der Microbiome hat sich dramatisch verändert in den letzten 10 oder 15 Jahren. Sag mir, was hat Sie am meisten überrascht was du entdeckt hast? Janet, warum wir nicht mit Ihnen anfangen?

Jansson: Ich denke, die Sache, die mich am meisten überrascht hat ist die Bedeutung des Mikrobiom in Bezug auf unsere Gesundheit in so viele verschiedene Möglichkeiten. Dies war etwas, das nicht überhaupt vor einem Jahrzehnt bekannt war. Und das ist, was ich sagen werde.

TKF: Okay. Rob?

Ritter: Verbindungen zwischen dem Mikrobiom und Verhalten. Vor einem Jahrzehnt gab es Hinweise darauf, dass das Mikrobiom mit Gesundheit verknüpft war. Aber niemand vorhersagen überhaupt, dass es eine Schlüsselrolle in Verhalten, vor allem bei Säugetieren haben würde.

TKF: Und Jeff?

Miller: Vielfalt. Mikroben – sind ob Sie zur Schule geht, Krankheitserreger, vorteilhafte Mikroben oder Mikroben in jedem Kontext – enorm vielfältig. Das Konzept einer Spezies muss überdacht werden, wenn Sie Mikroben, reden, denn sie nicht nur vielfältig sind, sondern ständig genetische Informationen austauschen. Sie sind wirklich ein sich ständig bewegendes Ziel, und das Ausmaß ihrer Funktionsvielfalt ist umwerfend.

TKF: ausgezeichnet. Dies ist sicherlich eine spannende Zeit für mikrobielle Forschung. Und ich habe nicht einmal die beste Frage, die "Wie das Mikrobiom in unserem Darm unser Verhalten bestimmen?",

Ritter: Wir wissen nicht, wie es geschieht, und deshalb brauchen wir eine einheitliche Microbiome Initiative.

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