镊子生命密码：理解细菌在健康和疾病中的作用的研究革命

　　

　　

　　西奈山伊坎医学院(Icahn School of Medicine at Mount Sinai)公布了mEnrich-seq，这是一种开创性的微生物组研究方法，可以更精确、更有效地研究人体中的特定细菌。这种创新的方法有望推进抗生素耐药性等领域的研究，并在研究和临床环境中具有广泛的适用性。来源:SciTechDaily.com

　　这种创新的方法有可能重塑我们对细菌在健康和疾病中的作用的理解。

　　在今天(1月4日)发表在《自然方法》杂志上的一项具有里程碑意义的研究中，西奈山伊坎医学院的研究人员公布了menrich - sek——一种创新的方法，旨在大大提高对微生物组研究的特异性和效率，微生物组是居住在人体中的复杂微生物群落。

　　用mEnrich-seq解锁微生物世界

　　微生物组在人类健康中起着至关重要的作用。我们体内微生物种类的不平衡或减少会导致几种疾病的风险增加。然而，在许多微生物组的应用中，重点是研究样品中的特定类型的细菌，而不是研究每一种存在的细菌。例如，在研究传染病时，研究人员可能只对几种有害的肠道细菌感兴趣，但它们与许多其他细菌混合在一起。

　　“想象一下，你是一名科学家，需要在复杂环境中研究一种特定类型的细菌。这就像大海捞针一样，”遗传学和基因组科学教授、该研究的资深作者方刚博士说。“mEnrich-seq本质上为研究人员提供了一个‘智能镊子’，可以拿起他们感兴趣的针头。”

　　mEnrich-seq可用于检查来自同一微生物组样本的各种感兴趣的细菌。来源:西奈山伊坎医学院

　　一旦被“智能镊子”拔出，研究人员就可以组装目标细菌的基因组，从而促进有关它们的各种生物医学问题的研究。这种新策略解决了一个关键的技术差距，因为以前的研究人员需要使用选择性培养特定细菌的培养基从给定的样品中分离出特定的细菌菌株，这是一个耗时的过程，对某些细菌有效，但对其他细菌无效。相比之下，mEnrich-seq可以直接从微生物组样本中恢复感兴趣的细菌基因组，而无需培养。

　　mEnrich-seq通过利用写在细菌DNA上的“秘密代码”，有效地将感兴趣的细菌从庞大的背景中区分出来，细菌利用这些“秘密代码”自然地区分彼此，作为其天然免疫系统的一部分。

　　转变研究和卫生保健

　　mEnrich-seq的出现为各个领域开辟了新的视野:

　　成本效益:它提供了一个更环保

　　微生物组研究的规范方法，在大规模研究中特别有益

　　资源可能是有限的。广泛的适用性:该方法可以专注于广泛的细菌，使其成为研究和临床应用的通用工具。医学突破:通过更有针对性的研究，mEnrich-seq可以加速新的诊断工具和治疗方法的发展。

　　“mEnrich-seq最令人兴奋的方面之一是它有可能发现以前遗漏的细节，比如抗生素耐药基因，传统测序方法由于缺乏敏感性而无法检测到，”方博士补充说。“这可能是对抗全球抗生素耐药性问题的重要一步。”

　　事实上，正如本研究中三个应用之一所证明的那样，作者使用mEnrich-seq直接从尿路感染患者的尿液样本中重建致病性大肠杆菌基因组，从而可以对每个基因组中的抗生素抗性基因进行全面分析。

　　在另一个应用中，作者使用mEnrich-seq选择性地构建了嗜粘液杆菌的基因组，这种细菌已被证明对肥胖和糖尿病以及其他几种疾病有益，并对癌症免疫治疗有反应。这种细菌很难培养，因此mEnrich-seq可以作为一种有用的工具，以一种与培养无关的、敏感的、经济有效的方式重建其基因组，这可能有助于更大规模的与不同人类疾病的关联研究。

　　mEnrich-seq的未来

　　展望未来，该团队对mEnrich-seq有雄心勃勃的计划。他们的目标是改进该方法，以进一步提高其效率并扩大其应用范围。与临床医生和医疗保健专业人员的合作也在进行中，以验证该方法在现实环境中的实用性。

　　“我们设想mEnrich-seq在未来的微生物组研究和临床应用中是一种敏感和通用的工具，”方博士说。

　　参考文献:《mEnrich-seq: methyl- guided enrichment sequencing of bacterial taxa of interest from microbiome》，Nature Methods, 2023年1月4日。DOI: 10.1038 / s41592 - 023 - 02125 - 1

　　这项工作得到了美国国立卫生研究院拨款编号R35 GM139655的支持。

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