Una población de microorganismos que viven en nuestro intestino, conocida como la microbiota intestinal, juega un papel crucial en el control de nuestro metabolismo y en la reducción del riesgo de afecciones como la obesidad y la diabetes.
Los estudios han demostrado que una forma de promover el crecimiento de estos microorganismos beneficiosos y modular su composición para un equilibrio saludable es agregar ciertas formas de fibra, como la inulina, a nuestra dieta. Sin embargo, de todas las decenas de billones demicroorganismos en la microbiota intestinal, ha sido difícil determinar qué y cómo responden los microorganismos a la fibra dietética, porque las técnicas actuales dependen de la disponibilidad de genomas de referencia en las bases de datos de secuencias de ADN para una clasificación taxonómica precisa y asignaciones funcionales precisas de organismos específicos, peroactualmente, se estima que la mitad de las especies intestinales humanas carecen de un genoma de referencia. Además, las técnicas existentes requieren horas o incluso días para completar la tarea.
Para abordar este problema, los científicos de la Universidad de Waseda idearon una técnica novedosa llamada genomas amplificados de células individuales en la plataforma de secuenciación de perlas de gel SAG-gel, que puede proporcionar múltiples borradores de genomas de la microbiota intestinal a la vez e identificar las bacterias que responden afibra dietética a nivel de especie sin necesidad de genomas de referencia existentes. Además, la ventaja de esta técnica es que solo lleva 10 minutos obtener borradores de genomas a partir de datos sin procesar de la secuenciación del genoma completo, ya que cada información se deriva puramente de microbios individualesEsto acelera drásticamente el tiempo necesario para el proceso.
"Nuestra nueva técnica de secuenciación del genoma unicelular puede obtener cada genoma bacteriano por separado y caracterizar las bacterias no cultivadas con funciones específicas en la microbiota, y esto puede ayudarnos a estimar los linajes metabólicos involucrados en la fermentación bacteriana de la fibra y los resultados metabólicos en el intestinobasado en las fibras ingeridas ", dice Masahito Hosokawa, profesor asistente de la Facultad de Ciencias e Ingeniería de la Universidad de Waseda y autor correspondiente de este estudio." Presenta un análisis funcional mejorado y eficiente de bacterias no cultivadas en el intestino ".
Lo que hicieron los científicos fue alimentar a los ratones con una dieta a base de inulina durante dos semanas y utilizaron la técnica para capturar al azar las células bacterianas individuales que se encuentran en las muestras fecales de los ratones en pequeñas perlas de gel. Las células bacterianas se procesaron individualmente en las perlas de gelflotando en un tubo de ensayo, y se obtuvieron más de 300 genomas amplificados unicelulares SAG, o genomas de un organismo unicelular como las bacterias, por secuenciación masiva paralela, porque cada SAG se compone de decenas de miles de lecturas enen promedio, permite una secuenciación de genoma completo extremadamente rentable de las células objetivo. Después del control de calidad y la clasificación de los SAG, los científicos determinaron qué bacterias fueron responsables de descomponer la inulina y extraer energía de ella.
"Según nuestros resultados, la dieta rica en inulina aumentó las actividades por el Bacteroides especie dentro del intestino del ratón ", explica Hosokawa." Además, del borrador de genomas de los recién encontrados Bacteroides especie, descubrimos el grupo de genes específicos para descomponer la inulina y la ruta metabólica específica para la producción de ácidos grasos de cadena corta específicos, un metabolito que es producido por la microbiota intestinal. Resultados como estos ayudarán a los científicos en el futuro a predecir lafermentación metabólica de fibras dietéticas en función de la presencia y la capacidad de los respondedores específicos "
Esta técnica podría aplicarse a las bacterias que viven en cualquier lugar, ya sea dentro del intestino humano, en el océano o incluso en el suelo. Aunque existe la necesidad de mejorar su precisión ya que la lectura de la secuencia de ADN para algunas regiones genéticas se considera difícil, Hosokawa espera que esta técnica se aplique en medicina e industria y se explote para mejorar la salud humana y animal.
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Materiales proporcionado por Universidad de Waseda . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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