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Planejando uma estrutura modelo microbiana geral da avaliação para a pesquisa da microbiologia

Um artigo publicado pela sociedade americana para a microbiologia esboçou uma estrutura quantitativa geral para determinar a precisão de in vitro e in vivo os modelos usados na pesquisa da microbiologia. A equipe avaliou a eficácia de seu modelo usando os pseudomonas da bactéria - aeruginosa.

Pseudomonas - aeruginosaCréditos de imagem: TA/Shutterstock.com de junho

Os modelos usados para montar a estrutura quantitativa eram bem sucedidos em capturar diversas facetas da fisiologia da infecção da bactéria. Além disso, o grupo identificou que modelo underperformed em categorias funcionais, demonstrando onde o modelo não é capturado esta informação.

Os modelos incluídos em uma estrutura quantitativa são esperados fornecer pesquisadores um método exacto de selecionar o modelo óptimo do laboratório para o uso em estudos microbiológicos; um que esclarece a linha de inquérito científico.

Há tipicamente uma escala dos modelos do laboratório usados para estudar infecções. A selecção dos modelos é baseada pela maior parte em racionalizações ad hoc ou na intuição do pesquisador. Contudo, a avaliação do desempenho de um modelo é actualmente faltar devido a uma falta de uma estrutura formalizada.

A equipe procurou endereçar a edição propor um RNA que arranja em seqüência a estrutura baseada (RNA-segs.) para avaliar modelos humanos da infecção. RNA-Segs. revela a expressão genética patogénico em uma maneira frio - as circunstâncias que são difíceis de conseguir in vitro.

A motivação para este estudo era o estudo dos pseudomonas - infecção do aeruginosa dos pulmões de pacientes da fibrose cística. O muco viscoso nos pacientes fornece um ambiente óptimo para a colonização pelo aeruginosa do P. Esta bactéria confia no muco como uma fonte de carbono na energia, tendo por resultado seu crescimento no alto densidade.

Embora os modelos possam ser racionalizados baseiem em sua capacidade para recapitular as condições fisiológicos nos seres humanos, para o estudo da infecção do aeruginosa do P., a importância destes modelos permanece ser avaliada e muitas não capturam todas as características da infecção do aeruginosa do P.

Projecto do estudo

O grupo analisou transcriptomes do aeruginosa do P. de 20 amostras humanas do escarro dos CF tomadas após o expectoration. Especificamente, compararam os transcriptomes tomados do escarro àqueles de uma tensão PAO1 da referência.

Para avaliar a precisão modelo, o grupo executou uma estrutura computacional baseada em dados transcriptomic, junto com estes dados derivados dos modelos da infecção dos CF. Isto foi usado para calibrar o desempenho do desempenho do modelo.

Isto foi aplicado aos seguintes modelos experimentais:

  • Caldo do Lysogeny (LB)
  • Modelo da pneumonia do rato
  • Media sintético do escarro (SCFM2)
  • in vitro modelo polarizado mutante da pilha epitelial da via aérea de CFTR ΔF508 CFBE41o-

O grupo encontrou que os modelos diferentes eram bem sucedidos em reproduzir a função biológica do aeruginosa do P., e combinando os, 96% da tensão PAO1 da referência foram representadas exactamente.

Os genes indescritíveis são modelados deficientemente pelo padrão uma tensão da referência

Apesar deste sucesso, o grupo encontrou que 211 genes que foram capturados em vão pelo laboratório modela usando PAO1 mas foi capturado usando uma tensão clínica. Estes são referidos pela equipe como genes indescritíveis do `' e abrangem os genes conhecidos para mudar devido à acumulação de mutação.

51 dos 211 genes foi capturado usando o isolado clínico dos CF crescido no modelo SCFM2, que indicou que os modelos podem ser melhorados selecionando tensões clínicas um pouco do que uma tensão padrão da referência para genes funcionais específicos.

A precisão modelo depende da categoria funcional de genes explorados

Notàvel, o grupo foi surpreendido encontrar que o desempenho do modelo do rato não era significativamente melhor do que outro in vitro modelos. Isto é significativo como os ratos são considerados como a bandeira de ouro para a recapitulação do ambiente para infecções humanas, apresentando uma boa indicação da resposta imune do anfitrião.

O SCFM2 era um modelo mais de funcionamento satisfatório relativo ao modelo murine, mas havia as categorias distintas em que o modelo murine executou melhor; por exemplo, os porins da codificação do gene foram representados mais exactamente no modelo do rato.

Embora as contagens totais da precisão sejam importantes, as categorias, os caminhos, e os genes funcionais devem ser considerados separada porque o melhor macacão que marca modelos não será apropriado em todos os casos.

Melhorias modelo pela adição de micróbios da co-ocorrência

A estrutura planejou igualmente esboça estratégias para melhorar os sistemas modelo. Por exemplo, os modelos podem ser alterados para reflectir a expressão genética considerada no escarro dos CF. No caso de SCFM2, a adição de spermidine pode reduzir a expressão genética para a biosíntese da poliamina (que é uma relativa a mais alto que visto no escarro dos CF) para melhorar sua precisão.

Esta aproximação é útil para os genes que codificam funções bem-categorizadas tais como processos biossintéticos e catabólicos. Como os dados transcriptomic se tornam disponíveis, como redes da interacção do gene, genes de funções desconhecidas podem ser modelados com precisão similar.

A estrutura oferece o potencial examinar o efeito da modulação microbiana na expressão genética do aeruginosa do P. O grupo sups que a adição de micróbios pode melhorar a precisão dos genes indescritíveis do `'. Além disso, a adição de sistemas modelo in vitro dos componentes da pilha imune pode igualmente ajudar a explicar os sinais que estimulam a expressão genética do aeruginosa do P.

Presentemente, a equipe analisou somente a precisão média da contagem, mas como mais transcriptomes são categorizados, a equipe espera que o estudo da distribuição destes marca pode ser determinado.

Sentido futuro

A equipe esboça a necessidade de testar as tensões colhidas em pontos diferentes durante sua fase de crescimento como representam modelos diferentes, devido a seus perfis distintos da expressão. Além disso, os laboratórios diferentes podem conduzir as experiências modelo diferentemente e alguns processos da preparação da biblioteca têm o potencial enviesar a precisão de cálculos da contagem. Finalmente, a análise a jusante pode impactar contagens.

A equipe concluída indicando: “Nossa aproximação pode igualmente facilmente ser estendida no futuro à funcionalidade a nível comunitário nas comunidades polimicróbicas, um pouco do que simplesmente as funções de seus membros individuais”

Source

Cornforth, 2020) estruturas quantitativas do DM e outros (para a avaliação modelo na pesquisa da microbiologia usando os pseudomonas - infecção do aeruginosa e da fibrose cística como uma situação de teste. mBio. doi: 10.1128/mBio.03042-19

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Last Updated: Mar 16, 2020

Hidaya Aliouche

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Hidaya Aliouche

Hidaya is a science communications enthusiast who has recently graduated and is embarking on a career in the science and medical copywriting. She has a B.Sc. in Biochemistry from The University of Manchester. She is passionate about writing and is particularly interested in microbiology, immunology, and biochemistry.

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