Eine Bakterie, die im menschlichen Darm anpassungsfähig lebt, verschiebt mehr als ein Viertel seiner Gene in hohen Gang, wenn die Diät seines Hauptrechners vom Zucker zu den komplexen Kohlenhydraten ändert.
Diese anpassungsfähige Vorrichtung lässt nicht nur die bakteriellen Spezies sich schnell ändernde Nährbedingungen überleben, aber auch Hilfen behalten die Funktionen und die Stabilität der komplexen Mikrobengesellschaft des Darms in hohem Grade, nach Ansicht der Forscher an der Washington-HochschulMedizinischen Fakultät in St. Louis bei.
Ihre Ergebnisse werden im Punkt Am 25. März 2005 der Zapfen Wissenschaft berichtet.
„Bakterielle Zellen im menschlichen Darm nummerieren nah an 100 Trillion,“ sagt Jeffrey Gordon, M.D., Direktor der Mitte für Genom-Wissenschaften an Washington-Universität und Professor der Molekularbiologie und der Pharmakologie. „Zusammen, können diese Mikroben als „dieses Mikrobenorgan“ angesehen werden Leben innerhalb des Darmes und der Ernten, speichern und verteilen Energie von der Diät.“ neu
Weil Änderungen in der Zusammensetzung dieses „Mikrobenorgans“ möglicherweise zur menschlichen Gesundheit schädlich sind, ist es wichtig, zu verstehen, wie Darmmikroben der dynamischen Umgebung des Darms sich anpassen und die Funktionsstabilität des intestinalen Bioreaktors sicherstellen, die Forscher sagt. Darüber hinaus sind möglicherweise Schwankungen der Zusammensetzung von Darmmikrobengemeinschaften unter verschiedenen Leuten ein wichtiger Faktor, der Prädisposition zur Korpulenz und Korpulenz-bedingte Störungen wie Diabetes und Innere Krankheit beeinflußt
Die Bakterie der Studie, genannt Bacteriodes-thetaiotaomicron oder B.-Theta, gehört zu den reichlichsten Spezies in der Mikrobengemeinschaft des menschlichen Darms. B.-Theta gliedert andernfalls schwer verdauliche Kohlenhydrate, wie Ballaststoffe auf und liefert seinen Hauptrechner mit Nährstoffen beim Erhalten der Nahrung für sich und anderes weiden bakterielle Spezies aus. Vor die komplette Genomreihenfolge von B.-Theta wurde zwei Jahren im gleichen Labor erzeugt.
Die Forscher impften keimfreie Mäuse, die keine intestinalen Bakterien haben, mit B.-Theta. Die Mäuse wurden eine Diät hoch in den komplexen Kohlenhydraten und niedrig im einfachen Zucker geführt. Zehn Tage später, wurde die Aktivität aller Gene im bakteriellen Genom in B.-Theta von den Eingeweiden der Mäuse überblickt.
Das Forschungsteam fand, dass 1.237 der Gene der Bakterie 4.779 in hohem Grade der Active waren, der mit B.-Theta verglichen wurde, das in einer Einfachzuckersuppe gewachsen wurde. Die vorherrschende Gruppe von Hochaktivität Genen wurden in die Datenerfassung und in die Verdauung von Kohlenhydraten miteinbezogen.
„In den Mäusen führte komplexe Kohlenhydrate, wir fand, dass die Mikroben zu den kleinen Nahrungsmittelpartikeln im Darm befestigten,“ Gordon sagt. „Diese kohlehydratreichen Partikel sind die Esszimmertische der Bakterien. Indem es eine Reihe Kohlenhydrat-bindene Proteine auf seiner Außenseite erzeugt, ist B.-Theta in der Lage, auf einen Sitz am Tisch anzuhalten. Die Bakterie produziert auch die notwendigen Geräte, um verschiedene Baumuster von Kohlenhydratketten in „mundgerechte“ Stücke zu brechen; die Geräte sind eine Vielzahl von den Enzymen, die verwiesen werden an den verschiedenen Baumustern von Kohlenhydraten.“
Als ein Set keimfreie Mäuse eine Einfachzuckerdiät geführt wurden--anstelle einer Komplexkohlenhydrat Diät--und dann geimpft mit B.-Theta, zeigte die Genomaktivitätsanalyse, dass B.-Theta anpassungsfähig ein anderes Set Gene eingeschaltet hatte, die Oberflächenproteine kodieren und Enzyme Kohlenhydrat-sprengen. Dieses Schalter erlaubte B.-Theta, zum an zu binden und der Hauptrechner-produzierten Schleimkohlenhydrate zu verdauen.