Vibrio cholerae: Model Organism, um bakterielle Pathogenese Study - Interview

Ich bin Es. In MindUP untersuchen wir die Biologie menschlicher Krankheitserreger in Nicht-Wirt-Umgebungen. Viele menschliche Krankheitserreger müssen nach dem Austritt aus ihrem menschlichen Wirt in der Umwelt überleben, bevor sie einen weiteren Wirt infizieren können. Unser Ziel ist es daher, die Prozesse besser zu verstehen, die das Überleben menschlicher Krankheitserreger in der Umwelt steuern.

Und unser Ziel ist es, die Übertragungsdynamik von Krankheitserregern besser zu verstehen. Daher verwenden wir Vibrio cholerae, den Erreger der Durchfallerkrankung Cholera, als Modellorganismus. Vibrio cholerae ist ein fakultativer humanpathogener Keim mit einem aquatischen Lebenszyklus.

Daher bietet es uns eine hervorragende Gelegenheit, das Überleben von menschlichen Pathogenen in einer natürlichen Umgebung zu untersuchen. Es gibt viele Werkzeuge, um diesen Organismus zu erforschen. Sein Genom ist vollständig sequenziert, und es existieren Mikroarrays, die jedes Gen des Genoms repräsentieren.

Und außerdem gibt es viele Werkzeuge, mit denen wir das Genom dieses Organismus verändern können. Mein Forschungsprogramm nutzt diese Werkzeuge aus und verbindet sie, um den aquatischen Lebenszyklus von Cholera zu untersuchen. In unseren Experimenten versuchen wir daher, die aquatischen Umgebungen nachzubilden, in denen der Organismus lebt.

Und dann möchten wir wissen, wie dieser Organismus Schwankungen in seiner Umgebung hinsichtlich Nährstoffkonzentration, Temperatur, Salinität oder anderer biologischer Stressfaktoren wie Seiten und Tzo wahrnimmt. In aquatischen Umgebungen kommt Vibrio cholerae entweder in freilebender Form oder in einer oberflächengebundenen Form vor. Die oberflächengebundenen Formen sind als Biofilme bekannt, die einfach aus Mikroorganismen und deren extrazellulären polymeren Substanzen bestehen, zu denen Exopolysaccharide und Proteine sowie manchmal DNA gehören.

Und diese Matrix wirkt wie ein Klebstoff und hält den Organismus zusammen. Wenn diese Organismen im Biofilmmode wachsen, sind sie tatsächlich resistent gegenüber schwankenden Umweltbedingungen und können beispielsweise besser vor Phagen und Proteasom-Attacken geschützt sein. Solche Faktoren steuern die Häufigkeit von Mikroorganismen in der Umwelt.

Einige der jüngsten technologischen Fortschritte, die uns bei unseren Studien geholfen haben, sind die Fertigstellung der Genomsequenz des Organismus und die Entwicklung der Mikroarray-Technologie. Mithilfe dieser Technologien können wir auf Ebene des gesamten Genoms untersuchen, wie dieser Organismus auf starke Schwankungen in seiner Umwelt reagiert, beispielsweise auf Nährstoffmangel oder Temperaturänderungen. Ein weiteres wichtiges Ziel von uns besteht darin, unsere Expressionsstudien am gesamten Genom in eine Netzwerkanalyse zu integrieren.

Daher möchten wir das genetische Regulierungsnetzwerk identifizieren, das die Reaktion auf wechselnde Umweltbedingungen steuert. Wir möchten in der Lage sein, das Verhalten eines Organismus in der Umwelt zu modellieren. Außerdem wissen wir noch immer nicht, mit wem Vibra Cide in der Umwelt interagiert.

Wir wissen nur wenig über die Ökologie dieses Organismus, und wir kennen auch die Bedeutung der Gene und Prozesse, die wir als wichtig für das Überleben dieses Organismus im Labor identifiziert haben, für die reale Welt nicht. Ebenso ist unbekannt, ob die von uns identifizierten Gene exprimiert werden, wenn Vibrio cholerae in der natürlichen Umwelt vorkommt. Außerdem möchten wir in der Lage sein, Organismen zu identifizieren und anzuzüchten, mit denen Vibrio cholerae interagiert, da Vibrio cholerae in der Umwelt Teil einer komplexen mikrobiellen Gemeinschaft ist.

Daher halte ich das Verständnis der Biologie von Vibrio coralliilyticus in der natürlichen Umgebung für eine herausfordernde, aber entscheidende Voraussetzung, um die Biologie des Organismus zu erfassen. In den nächsten fünf Jahren hoffe ich, dass wir die O-Polysaccharid-Bestandteile von Biofilmen besser charakterisieren können. Beispielsweise kennen wir bei Vibrio cholerae bis heute die Struktur des O-Polysaccharids, das die Zellen zusammenhält, nicht.

Wir kennen auch nicht alle Bestandteile der Biofilmmetriken. Langfristig halte ich es für großartig, die Bestandteile der Biofilmmetriken in natürlichen Biofilmen dieser Organismen quantifizieren zu können. Eine weitere große Herausforderung sehe ich darin, die OC in natürlichen Umgebungen zu untersuchen.

Und ich hoffe, dass wir in der Lage sein werden, vergleichende genomische Studien zu nutzen und die vergleichende Genomik der gesamten Genom-Expressionsprofilerstellung zu kombinieren, um die Evolution von IBR-Cholera als Erreger besser zu verstehen.