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Fattori genetici che influenzano la diversità batterica nell'intestino umano

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Che cosa è l'intestino Microbiota?

“Microbiota„ è un termine usato per descrivere la raccolta dei microrganismi (batteri, archaea ed eucarioti) viventi in un ambiente particolare. Un tale ambiente che ospita i numerosi microrganismi è l'intestino umano.

Il microbiota dell'intestino svolge le funzioni essenziali al host umano, come la fornitura la resistenza e dell'integrità all'intestino, la modellatura dell'epitelio degli intestini, assicurare la protezione contro i microrganismi patogeni e regolamentazione del sistema immunitario di ospite.

Batteri intestinali, salubrità della flora dell
Batteri intestinali, salubrità della flora dell'intestino - credito dell'illustrazione: nobeastsofierce/Shutterstock

Che cosa influenza l'intestino Microbiota?

I microrganismi che compongono il microbiota dell'intestino si acquistano quando nasciamo e possono cambiare basato col passare del tempo sui fattori quali la dieta, la malattia ed il consumo di antibiotici durante la vita.

Dovrebbe anche essere notato che i microrganismi nel microbiota dell'intestino sono selezionati prosperare nelle circostanze specifiche, dato che le fonti di energia nell'intestino sono limitate. Di conseguenza, soltanto quei microrganismi che possono fermentare i carboidrati ospite/dietetici o ottenere l'energia proveniente da riduzione dello zolfo prosperano nell'intestino.

La genetica ospite svolge un ruolo?

Sono determinate specie microbiche nel microbiota dell'intestino “ereditabile„?

Il ruolo della genetica ospite nella modellatura del microbiota dell'intestino più di meno è conosciuto, tuttavia, gli studi stanno effettuandi per studiare il collegamento possibile. Per esempio, è stato indicato che mentre c'è molta differenza nella diversità del microbiota, le similarità dell'azione dei membri della famiglia hanno confrontato spesso a coloro che non è relativo.

C'è, naturalmente, una possibilità che questo è dovuto i membri della famiglia che mangiano una simile dieta, comunque alcuni batteri sono stati indicati per essere “ereditabili„.

Uno studio da Goodrich e dal co. ha studiato il microbiota di 1,081 persone compreso 177 paia (monozygotic) identiche del gemello ed il gemello (dizygotic) non identico 245 accoppia. Gli autori hanno trovato che il microbiota di queste persone era “un profilo occidentale di diversità„ tipico, dominato dai fili Firmicutes, Bacteroidetes e Proteobacteria. Egualmente hanno trovato che il più alta similarità è stata veduta in campioni dalla stessa persona e che i campioni dalle persone relative erano più simili dei campioni dalle persone indipendenti.

Proteobacteria - credito di immagine: Rost9/Shutterstock
Proteobacteria - credito di immagine: Rost9/Shutterstock

Più ulteriormente, hanno trovato che il microbiota dei gemelli monozigoti era più simile di quello dei gemelli non identici e che c'erano alcuni tassi che sono sembrato essere ereditabili. La famiglia più ereditabile dei batteri, Christensenellaceae, è stata indicata co-per accadere con altri batteri ereditabili come pure con il archaea methanogenic. Ciò indica che la diversità del microbiota dell'intestino non può essere determinata irritato dai fattori ambientali quale la dieta.

C'è un collegamento fra i geni specifici e le specie batteriche specifiche nel microbiota dell'intestino?

Uno studio da Zhernakova e dal co. ha studiato il collegamento fra il microbiota dell'intestino ed i fattori ospite. Qui, hanno reclutato 1.135 partecipanti, che hanno incluso 474 uomini e 661 donna. Hanno usato ad un approccio basato ordinare per studiare il microbiome e poi hanno confrontato questo ad altri fattori relativi ai partecipanti, quali i biomarcatori, malattia, stato di fumo, ecc.

Un biomarcatore gli autori esaminatori era chromogranin A, che indica l'attivazione neuroendocrina del sistema. Nel confrontare i livelli di chromogranin A e di diversità di microbiota, gli autori hanno trovato che i livelli più bassi di chromogranin A sono stati associati con un aumento nella diversità di microbiota dell'intestino. Più ulteriormente, hanno trovato che la presenza di 61 specie è stata associata con chromogranin A, che compongono intorno 53% della composizione di microbiota dell'intestino. Ciò indica che il regolamento di un gene particolare (chromogranin A) può influenzare la composizione del microbiota dell'intestino.

Possono gli ampi studi di associazione del genoma essere usati per collegare i geni ospite ad un'abbondanza di batteri specifici nel loro microbiota dell'intestino?

Gli studi Genoma Di ampiezza di associazione (GWAS) è una tecnica che confronta la variazione genetica fra molte persone per vedere se un fenotipo è associato con un genotipo particolare. Potrebbe questo approccio essere usato per determinare che genotipo influenza la diversità nel microbiota dell'intestino (fenotipo)?

Davenport e co. ha usato un approccio di GWAS per studiare il collegamento in mezzo intorno 200.000 genotipi ospite e la diversità del microbiota fecale in una popolazione di Hutterites. Il Hutterites è un gruppo religioso in America settentrionale e vivono e mangiano come comunità, quindi le conseguenze dietetiche e sull'ambiente sul microbiota interindividuale sarebbero limitate.

Il GWAS ha trovato che ci sono 8 tassi delle specie batteriche di cui la presenza è stata associata con le variazioni genetiche particolari. Della nota, la presenza del genere Akkermansia è stata associata con una variazione genetica intorno al gene PLD1. Interessante, studia aveva indicato che Akkermansia è conosciuto per influenzare il peso corporeo e che il gene PLD1 è associato con l'indice di massa corporea. Se queste associazioni sono vere, quindi sembrerebbe che la presenza di determinate specie batteriche nel microbiota umano dell'intestino potesse essere influenzata dalla genetica ospite e così il genotipo del host umano può essere un fattore che influenza la diversità delle specie batteriche nel microbiota dell'intestino.

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Last Updated: Sep 24, 2019

Dr. Maho Yokoyama

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Dr. Maho Yokoyama

Dr. Maho Yokoyama is a researcher and science writer. She was awarded her Ph.D. from the University of Bath, UK, following a thesis in the field of Microbiology, where she applied functional genomics to Staphylococcus aureus . During her doctoral studies, Maho collaborated with other academics on several papers and even published some of her own work in peer-reviewed scientific journals. She also presented her work at academic conferences around the world.

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