Мухи могут действовать как автономные бионические беспилотники, чтобы помочь контролировать вспышки болезней

        

Международная исследовательская группа, возглавляемая Технологическим университетом Наньяна в Сингапуре (НТУ Сингапур), предложила, чтобы рои мух могли использоваться для мониторинга вспышек болезней. Это следует за их исследованиями, показывающими, как целые сообщества бактерий, известные как микробиомы, могут «зацепиться за лошадь» от обычных мух и могут быть перенесены на любую поверхность, где летают земли.

Их исследования опубликованы в Scientific Reports сегодня (24 ноября 2017 г.) глобальной командой во главе с генетиком NTU профессором Стефаном Шустером.

. После секвенирования генетического материала из 116 домашних мух и мух вместе со всеми микроорганизмами, которые они переносят, команда обнаружила, что каждая из этих мух переносится до нескольких сотен различных видов бактерий, некоторые из которых могут быть вредны для человека.

Один из них, Helicobacter pylori является патогеном, который может вызвать язву желудка у людей и является самым сильным известным фактором риска развития рака желудка. Несмотря на то, что известно, что он распространяется с помощью жидкостей тела и мазка, это первый случай, когда H. pylori как было показано, распространяется через мух в окружающей среде.

«Наше исследование показало, что бактерии могут« летать », путешествуя на обычных мухах», – сказал профессор Шустер, директор по исследованиям в Сингапурском центре инженерии наук о жизни (SCELSE) в NTU Singapore. «Они поднимают микробиоом на ноги, распределяют их по крыльям так же, как мы можем расчесывать наши волосы, а затем приступаем к рассеиванию их на поверхностях, на которые они приземляются».

Доктор Ana Carolina Martins Junqueira молекулярный энтомолог, который возглавлял исследование, сказал, что мухи являются важной частью экосистемы природы, так как они также опылители, такие как пчелы.

«У мух Carrion есть микроскопические волосы на каждой части тела, исключая глаз, и эти щетинки делают их идеальным носителем для пыльцы, а также бактерий. Это эволюционно оптимизированный носитель для рассеивания микроорганизмов в окружающей среде», – сказал д-р Джункейра, преподаватель Федерального университета Рио-де-Жанейро.

Мухи как часть ранней системы предупреждения о болезни

Команда считает, что их новая техника может ввести мух в программы общественного здравоохранения.

Они предполагают, что свободные от мух мухи, разведенные без каких-либо микроорганизмов в их микробиоме, могли бы собирать скрытые микробиомы в любой среде, в которую они были выпущены, поскольку они достаточно малы, чтобы проникнуть даже в самые маленькие трещины и трещины.

Когда мухи отбираются с помощью ловушек для приманки, их микробиомы могут быть секвенированы, давая ключ к типу бактерий, с которыми они столкнулись в окружающей среде, тем самым выступая в качестве системы раннего предупреждения.

«Такие« автономные бионические беспилотники »могут быть особенно полезны в сельском хозяйстве, если мы хотим обнаружить вспышку возбудителя растений», – сказал профессор Шустер. «Благодаря регулярному мониторингу, если мы знаем, что конкретный патоген влияет на урожай и становится вспышкой, тогда фермеры могут организовать целенаправленное лечение, которое только уничтожает этот патоген, оставив другие части экосистемы неповрежденными».

«На сегодняшний день болезни, передаваемые механическим вектором, например мухами, являются основным видом упущенных путей как медицинского, так и академического сообщества. Это прекрасный пример того, как наблюдения из фундаментальных исследований о том, как распространение болезней может быть переведено в жизнеспособное и полезные приложения, открывающие новые возможности для будущих технологий ».

Новый способ секвенирования мух

Результаты исследования стали возможными благодаря новому способу сбора мух, не загрязняя их дополнительными микроорганизмами, а затем упорядочивая каждую часть тела мухи от головы и грудной клетки до ее ног и крыльев.

Во-первых, мухи намазаны куском гниющих рыб, а затем исследователи держат контейнер с сухим льдом рядом с мухами. Холодный пар из сухого льда успокаивает муху, и он попадает в холодный контейнер, не тронутый и незагрязненный.

После того, как муха разморожена в стерильной среде, различные части разделяются, измельчаются, а затем помещаются в машину для секвенирования генов. Полученные данные затем сортируются суперкомпьютером.

После фильтрации генетических данных от собственных хромосом мух, митохондрий и симбиотических бактерий, остается микробиомом, который можно сопоставить с базой данных всех известных бактерий ДНК и РНК.

Мухи в исследовании были собраны с четырех разных континентов по всему миру: Австралии, Бразилии, Соединенных Штатов и Сингапура.

Эта новая процедура была вдохновлена ​​исследовательской поездкой в ​​Австралию, где проф. Шустер и д-р Джанкейра обсуждали свои исследования с приглашенным профессором НТУ и лауреатом Нобелевской премии Барри Маршаллом, который был награжден Нобелевской премией по физиологии и медицине в 2005 году за открытие из Helicobacter pylori.

«На наших свитерах на ферме профессора Маршалла было очень много мух, и было очень легко просто положить маленькие контейнеры с сухим льдом, чтобы их захватить. Они буквально падали, как мухи», – сказал профессор Шустер.

Источник:

http://media.ntu.edu.sg/NewsReleases/Pages/newsdetail.aspx?news=8f890402-fe67-4541-9c6b-a34417f93049

      

Source link