'좋은'바이러스가 건강에 미치는 영향

인간 건강에서 "좋은"바이러스의 역할은 여전히 ​​상대적으로 신비 스럽지만 바이러스 방문자의 중요성을 천천히 밝히고 있습니다. 이 특별한 기능에서 우리는 미생물 군유 전체의 무시 된 부분 인 virome을 소개합니다.


박테리아를 감염시키는 박테리오파지의 그림.

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건강과 질병에서 박테리아와 미생물 군집의 역할은 의학 연구의 최전선에 있습니다.

우리는 최근 연구 결과에 의해 제기 된 많은 질문에 답하기에는 먼 길을 걸어 왔지만 이제는 "친화적 인"미생물 인 우리의 미생물 군집이 없이는 번성하지 못할 것이라는 것이 확고하게 확립되었습니다.

그러나 의학은 그 자체만으로는 중요하지 않습니다. 그 눈은 항상 수평선에 고정되어 먼 곳에 숨겨진 사물의 모양을 묘사하기 위해 힘을 쏟습니다.

우리가 박테리아와 건강 사이의 거의 견딜 수 없을 정도로 복잡한 상호 작용을 찾아 내기 위해 고군분투하면서 다음 도전은 이미 날개에서 기다리고 있습니다. 바로 비롬의 역할입니다.

비롬은 무엇입니까?

“마이크로 바이 옴”이라는 단어를들을 때 우리는 즉시 박테리아를 떠 올립니다. 그러나 기술적으로 미생물은 특정 환경에있는 모든 미생물의 합입니다. 일부 과학자들은이 용어를 사용하여 이러한 미생물의 유전 물질의 합계를 나타냅니다.

따라서 박테리아 외에도 미생물 군집에는 바이러스 (바이 롬)와 곰팡이 (마이코 바이 옴)도 포함됩니다. 현재까지 과학자들은 비롬이나 마이코 바이 옴에 상대적으로 거의 관심을 기울이지 않았습니다.

바이러스는 인체의 다양한 생태 학적 틈새, 특히 코와 입의 내부 및 장 내벽과 같은 점막 표면에서 집에서 스스로 만들어졌습니다.

이 기능에서는 가장 많은 수의 바이러스 거주자를 호스팅하고 가장 많이 조사 된 장 바이러스에 집중할 것입니다.

물론 바이러스는 천연두, 간염, HIV 및 광견병과 같은 질병을 일으키는 것으로 가장 유명합니다. 바이러스 성 질병과 관련된 긴급 성 때문에이 측면은 연구자들의 시간에서 가장 많은 시간을 차지했습니다. 그러나 많은 바이러스는 인간 세포에 약간의 관심이 없습니다.

박테리오파지 소개

과학자들은 바이러스가“[the] microbiome의 가장 크고, 가장 다양하며, 가장 역동적 인 부분”이라고 생각하며, 우리 내장에있는 바이러스의 대부분은 박테리오파지입니다. 박테리아가있는 곳에 박테리오파지가 풍부합니다.

다른 연구자들은 다음과 같이 설명합니다.“위상은 지구상에서 가장 풍부한 생명체이며 사실상 어디에나 존재합니다. […] 일부 담수 공급원에는 [밀리리터] 당 최대 100 억 개가 포함될 수 있습니다.”

박테리오파지는 박테리아를 감염시키고 세포 기계를 지휘하며 유전 물질을 복제하는 데 사용합니다.

이제 장내 세균이 건강과 질병에 영향을 미친다는 것이 분명해 졌기 때문에 장내 세균을 감염시키는 바이러스도 중대한 영향을 미칠 수 있다는 것은 놀라운 일이 아닙니다.

파지 요법

1920 년대부터 1950 년대까지 과학자들은 박테리오파지가 세균 감염 치료에 사용될 수 있는지 조사했습니다. 결국,이 바이러스는 인간 병원체를 파괴하는 데 능숙합니다.

과학자들은 파지 요법이 효과적이고 중요한 부작용이 없음을 발견했습니다.

항생제가 발견되었을 때 파지 요법은 배경으로 사라졌습니다. 항생제는 비교적 쉽게 제조 할 수 있으며 광범위한 박테리아 종을 죽였습니다.

그러나 오늘날의 첨단 기술 능력과 항생제 내성의 무시 무시한 배경으로 인해 파지 치료에 대한 관심이 부활 할 수 있습니다.

파지 요법을 매력적으로 만드는 한 가지 요인은 특이성입니다. 종종 항생제는 광범위한 세균 종을 제거합니다. “좋은”박테리아가 장에 살고 있다는 것을 알았으므로 이것이 이상적이지 않다는 것이 분명합니다.

한편 박테리오파지는 동일한 박테리아 종 내에서 좁은 범위의 균주만을 표적으로 삼습니다.

또한 표적 박테리아가 지역에있는 경우에만 복제합니다. 종합하면, 이는 원하는 박테리아 만 공격하고 감염을 제거 할 때까지 복제를 계속한다는 것을 의미합니다.

인생의 친구들

박테리오파지는 초기 단계에서 인간의 여정에 합류합니다. 한 연구에서는 신생아의 첫 똥인 태변을 조사했지만 바이러스의 증거를 찾지 못했습니다.

그러나 생후 1 주일 만에 아기의 똥 1 그램에는 약 1 억 개의 바이러스 입자가 포함되어 있었으며 대부분은 박테리오파지였습니다. 우리의 virome은 진정 평생 동반자입니다.

각 인간은 분리 된 박테리오파지를 가지고 있으며,이를 집합 적으로 파지 옴이라고합니다. 거의 같은 식단을 가진 사람들은 더 많은 유사점을 공유하지만 전반적으로 각 개인의 파 지엄은 크게 다릅니다.

공생에서 dysbiosis로

언급했듯이 박테리오파지는 박테리아를 파괴합니다. 그러나 어떤 상황에서는 박테리오파지가 박테리아 집단에 도움이 될 수 있습니다.

장에서 박테리오파지는 주로 번식으로 존재합니다. 이 단계에서 유전자 코드는 박테리아의 게놈에 통합되어 활성화되면 박테리오파지를 생산할 준비가됩니다.

생애의이 시점에서 박테리오파지는 박테리아에 해롭지 않고 공생하면서 존재합니다.

박테리아가 서로 유전 물질을 교환 할 수 있기 때문에 번식의 유전 코드도 개별 박테리아간에 전달 될 수 있습니다.

그들은 "다른 박테리아 종들 사이의 항생제 내성, 독성 또는 대사 경로와 관련된 유전자"를 교환 할 수 있습니다. 이것은 일부 박테리아 종에 도움이 될 수 있으며 잠재적으로 틈새 시장을 넓힐 수 있습니다. 그러나 성장은 장에있는 다른 박테리아 군집을 희생시킬 수 있습니다.

“프로 파지는 숙주 박테리아와 공생하며이 박테리아는 우리 몸과 공생합니다. 따라서 파지는 숙주 박테리아 세포가 즉시 경험하는 것 이상으로 인간과 같은 다세포 유기체에 간접적으로 혜택을 제공 할 수 있습니다.”

번식이 활성화되면 (예 : 스트레스를 받거나 숙주 박테리아가 위험에 처한 경우) 장내 미생물 군집에 광범위한 변화를 일으킬 수 있습니다.

무해한 번식에서 소위 용해성 파지로의 전환은 박테리아 군집을 없애고 잠재적으로 "나쁜"박테리아에 약간의 호흡 공간을 제공하고 빈 공간을 채울 수있게합니다.

이를 커뮤니티 셔플 링이라고하며 미생물 불균형 인 dysbiosis로 이어질 수 있습니다.

dysbiosis에서 진단까지

Dysbiosis는 염증성 장 질환, 만성 피로 증후군, 비만, 클로 스트 리듐 디피 실 (C. diff) 감염 및 대장염. 그러나 연구자들은 이러한 조건에서 박테리오파지의 역할을 여전히 확신하지 못하고 있습니다.

이 경우 dysbiosis는 다른 메커니즘을 통해 발생할 수 있습니다. 또는 원인이 아닌 상태의 증상 일 수 있습니다.

연구자들은 제 2 형 당뇨병, 정신 분열증, 우울증, 불안, 파킨슨 병 등을 포함한 놀랍도록 다양한 질병에서 장내 세균의 변화를 관찰했습니다.

박테리오파지는 우리의 내장에있는 박테리아보다 많고 복제에 의존하기 때문에 변동에 영향을 받거나 영향을 받아야합니다.

박테리오파지는 장의 변화를 유발하지 않을 수 있습니다. 추가해야하는 변화는 질병을 유발하지 않을 수 있습니다. 대신 박테리오파지 개체군은 장내 세균의 변화에 ​​의해 수동적으로 변경 될 수 있습니다.

박테리오파지 군집의 썰물과 흐름이 건강과 질병에 중요한지 여부는 조사하기 어려울 것입니다. 그러나 질병의 병리학에서 중추적이지 않더라도 이러한 변동을 발견하면 다른 이점이있을 수 있습니다.

예를 들어, 바이러스를 진단 마커로 사용할 가능성이 있습니다. 예를 들어, 과학자들은 진단하기 어려운 질환 인 염증성 장 질환을 앓고있는 사람들의 장 바이러스에서 질병에 특화된 변화를 확인했습니다.

바이러스 문제

박테리아를 연구하는 것은 쉽지 않습니다. 결국 그들은 엄청나게 작습니다. 박테리아는 일반적으로 0.4–10 마이크로 미터입니다. 몇 가지 맥락을 제공하기 위해 10 마이크로 미터는 100 분의 1 밀리미터 또는 4 만분의 1 인치입니다.

그러나 바이러스의 크기는 0.02–0.4 마이크로 미터에 불과합니다.

이러한 작은 규모의 작업에 내재 된 어려움 외에도 바이러스는 다른 문제를 제기합니다.

과학자들이 주어진 개체군에 어떤 박테리아 종이 존재하는지 이해하고 싶다면 유전 정보를 추출합니다.

이를 통해 특정 코드를 분리하고 기존 데이터베이스와 일치시킵니다. 가장 일반적으로 16S rRNA 유전자를 사용합니다. 이 특정 유전자는 거의 모든 박테리아 종에서 발견 될 수 있으며 진화론 적 시간에 걸쳐 상대적으로 변하지 않았습니다.

그러나 16S RNA의 일부 영역은 초 가변으로 간주됩니다. 이 지역의 차이를 통해 연구자들은 종을 식별 할 수 있습니다.

반면에 바이러스는 종간에 동등한 유전자를 공유하지 않습니다. 이것은 비교적 최근까지 바이러스 연구를 거의 불가능하게 만들었지 만 차세대 시퀀싱의 발전은 서서히 장벽을 허물고 있습니다.

이 단계에서 인간 건강에서 바이러스의 역할은 질병에서의 역할만큼 분명하지 않습니다.

즉, 바이러스가 건강한 신체를 유지하는 데 중요한 역할을 할 가능성이 높습니다. 연구 기술의 발전을 통해서만 그 영향을 완전히 이해할 수 있습니다.

항생제 내성에 대한 즉각적인 우려를 감안할 때 박테리오파지에 대한 새로운 관심은 의학의 신비한 요소에 더 많은 시간을 할애 할 것입니다.

그래도 우리 미생물 군집의 구성 요소 간의 상호 작용을 이해하는 것은 어려운 정보가 될 것입니다. 한 논문은 다음과 같이 설명합니다.

“장내 미생물 군집의 구성은 삶의 여러 단계에서 또는 심지어 같은 날의 시간 동안 동일하지 않습니다.”

이것은 긴 전투가 될 것입니다.

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