Az emberi étrend elemzéséhez hasznos DNS-metakódolás

Amerikai Mikrobiológiai Társaság

Washington, DC - 2019. október 8. - Egy új tanulmány bebizonyította, hogy a DNS metabarkódolása ígéretes új módszert kínál az emberi növények bevitelének nyomon követésére, ami arra utal, hogy hasonló megközelítések alkalmazhatók az emberi étrend állati és gombás összetevőinek jellemzésére. Az mSystems folyóiratban megjelent tanulmány kimutatta, hogy az étrendi növényi DNS az emberi székletből amplifikálható és szekvenálható a vadon élő állatok kutatásában általánosan alkalmazott módszerekkel.

"A DNS-szekvenálás nagy mennyiségű új adatot adott számunkra olyan dolgokról, mint a bélben lévő mikrobiológia és a személyes genetika. Ez a tanulmány arra utal, hogy ugyanaz az erőteljes technológia is elkezdheti elmondani nekünk, mit eszünk, amit gyakran nehéz mérni, "- mondta Lawrence David, a tanulmány vezető szerzője, egyetemi adjunktus, a Genomikai és Számítási Biológiai Központ, a Duke molekuláris genetika és mikrobiológia.

Az étrend értékelésére számos létező módszer létezik, de a legtöbbjük arra számít, hogy az ember képes beszámolni arról, hogy mit evett. Ez azt jelenti, hogy memóriahibáknak vannak kitéve, az emberek elfogultak a beszámolókban, valamint a felmérésre válaszoló személy kognitív képességében. A DNS metabarkódolás egy alternatív módszer az étrendi információk megszerzésére, amely az élelmiszer DNS-t használja a székletben biomarkerként. A kutatók egy székletmintából amplifikálhatják az élelmiszer-DNS-t, szekvenálhatják, és ezeket a szekvenciákat egy referencia-adatbázis segítségével visszaképezhetik az élelmiszerekre. "Úgy gondolom, hogy a DNS metabarkódolás nagyon hasonlít a vonalkódra egy szupermarketben. Egy adott DNS-szekvenciát úgy gondolhatunk, mint egy egyedi élelmiszerfajta egyedi azonosítóját" - mondta Brianna Petrone, a második tanulmány szerzője, a Duke Egyetem Orvostudományi Karának végzős hallgatója.

Dr. David és társszerző, Aspen Reese PhD, aki jelenleg a Harvard Egyetem munkatársa, megkezdték a tanulmányt, miután megismerkedtek Rob Pringle, a Princetoni Egyetem és Tyler Kartzinel, a Brown Egyetem doktorával, aki eredetileg DNS metabarkódolást használt az afrikai szavanna növényevőinek összetett táplálékhálóinak tanulmányozására. "Kíváncsi voltunk, vajon beválik-e a módszerük az emberekben" - mondta Dr. David. "A mikrobiómák területén egyre több a munka, jelezve, hogy bizonyos élelmiszerek valószínűleg megváltoztatják vagy alakítják a bélben lévő specifikus baktériumok szintjét, de a mikrobiómás vizsgálatokhoz gyakran nincsenek kísérő étrendi adataink."

Vizsgálatuk elvégzéséhez a kutatók kivonták a hűtőraktárból a DNS-t, amelyet egy korábbi vizsgálat székletmintáiból nyertek ki. "Pár évvel ezelőtt történetesen készítettünk egy tanulmányt, ahol ételeket készítettünk a mikrobiom diéta beavatkozás résztvevőinek, és pontosan tudtuk, mit esznek egy adott héten, amikor a székletüket gyűjtik" - mondta Dr. David.

A kutatók 11 egyed székletmintájában szekvenálták a kloroplaszt DNS vonalkód régióját kontrollált és szabadon választott étrendet egyaránt fogyasztva. A minták nagyjából 50% -ában sikeresen amplifikálták a növényi DNS-t, amely 70% -ra nőtt az ellenőrzött növényekben gazdag étrendet fogyasztó egyének mintáiban. A szekvenált növényi DNS többsége megfelelt az általános emberi tápláléknövényeknek, beleértve a gabonákat, zöldségeket, gyümölcsöket és gyógynövényeket. "Összességében jó átfogó egyetértés volt azok között az élelmiszerek között, amelyeket a tanulmány résztvevői naplójában felsoroltak, és azok között, amelyeket székletből szekvenáltunk" - mondta Dr. David. "Ha egy ételt az étrend-nyilvántartásba írtak, az esetek körülbelül 80% -ában ezt a metabarkodáló megközelítést is megtaláltuk."

A viszonylag magas PCR-meghibásodási arány és képtelen megkülönböztetni néhány diétás növényt szekvencia szinten arra utal, hogy a jövőbeni finomítások javíthatják a módszert. Például a káposzta, a brokkoli, a kelbimbó és a karalábé ugyanazon fajta fajtái, és a kutatók nem tudták megkülönböztetni őket a kloroplaszt vonalkód régióban lévő szekvenciájuk alapján. A kávé volt az egyetlen étrendben feljegyzett étel, amelyet soha nem észleltek DNS metabarkódolással, talán azért, mert pörköléssel és főzéssel romlott vagy hígult a DNS.

Dr. David előrevetíti a jövőbeni vizsgálatokban alkalmazott DNS-metabarkodást, valamint megújította a diétaelemzés lehetőségét a régebbi vizsgálatokban. "Ehhez a tanulmányhoz hasonlóan el tudnám képzelni, hogyan használják ezt az archivált DNS-en annak megállapítására, hogy vannak-e alapvető táplálkozási különbségek vagy sem, amelyek megmagyarázhatják a mikrobiómaminták egy részét, amelyeket egy tanulmány során megfigyeltek" - mondta Dr. David. "A továbbiakban azt is elképzelhetjük, hogy ezt felhasználják az új mikrobiológiai vizsgálatokban az egyes ételek és a bélbaktériumok közötti kapcsolatok azonosítására, valamint a táplálkozás szélesebb körű tanulmányaiban a hagyományos étrend-értékelési technikák kiegészítéseként."

Az American Society for Microbiology a legnagyobb egyetlen élettudományi társaság, amely több mint 30 000 tudósból és egészségügyi szakemberből áll. Az ASM küldetése a mikrobiológiai tudományok népszerűsítése és előmozdítása.

Az ASM konferenciák, publikációk, tanúsítványok és oktatási lehetőségek révén fejleszti a mikrobiológiai tudományokat. Képzéssel és forrásokkal növeli a laboratóriumi kapacitást szerte a világon. Hálózatot biztosít az egyetemek, az ipar és a klinikai környezet tudósainak. Ezenkívül az ASM elősegíti a mikrobiológiai tudományok mélyebb megértését a különböző közönségek számára.

Jogi nyilatkozat: AAAS és EurekAlert! nem felelősek az EurekAlert-hez eljuttatott sajtóközlemények pontosságáért! közreműködő intézmények által vagy bármilyen információ felhasználása az EurekAlert rendszeren keresztül.