Araştırmacılar, trilyonlarca mikrobiyomdan belirli bir bakteri türünü çekip alabilen ve genomunu mevcut yöntemlerin izin verdiğinden daha iyi bir şekilde sıralayabilen bir ‘akıllı cımbız’ geliştirdiler. Akıllı cımbız, hastalıkların teşhis ve tedavisinde çığır açıcı gelişmelere yol açabilir.
Bilim insanları belirli bakteri türlerini belirli bir örnekten, söz konusu türü seçici olarak yetiştiren bir kültür ortamı kullanarak izole etmeleri gerekiyor. Bu, tüm bakterilerde işe yaramayan, zaman ve kaynak tüketen bir süreçtir. Ancak ABD’deki Mount Sinai’deki Icahn Tıp Fakültesi’nden araştırmacılar, mikrobiyom araştırmalarını önemli ölçüde geliştirmek üzere tasarlanmış yenilikçi bir yöntem olan mEnrich-seq’i ortaya çıkardılar.
mEnrich-seq’i geliştirirken araştırmacılar, ilgilenilen bakterileri zenginleştirmek ve arka plandaki DNA’yı tüketmek için dizilemeden önce bakterileri birbirinden ayırmayı amaçladı.
Bunu yapmak için araç, doğal olarak oluşan bakteriyel DNA metilasyon motiflerinden, yani bakteriyel DNA üzerinde yazılı olan ve kendilerini doğal bağışıklık sistemlerinin bir parçası olarak farklılaştırmak için kullandıkları ‘gizli kodlardan’ yararlanıyor. Aslında, “mEnrich-seq” adında “m” metilasyonu, “seq” ise sekanslamayı temsil eder.
Araştırmacılar, ‘akıllı cımbız’ tarafından çıkarıldıktan sonra hedeflenen bakterilerin genomunu veya genomlarını bir araya getirerek daha kesin bir şekilde çalışılmasını sağlayabilirler.
Araştırmacılar mEnrich-seq’in yeteneklerini, E. coli genomlarını yeniden yapılandırmak için idrar yolu enfeksiyonu (İYE) olan üç hastadan alınan idrar örnekleri üzerinde kullanarak gösterdiler. Aracın, her üç örnekteki genomların yüzde 99,97’sinden fazlasını kapsadığını ve her genomdaki antibiyotiğe dirençli genlerin kapsamlı analizine olanak sağladığını buldular. mEnrich-seq, idrar mikrobiyomundan alınan E. coli genomlarının standart yöntemlere göre daha iyi bir hassasiyetle kültürsüz olarak incelenmesini kolaylaştırdı.
Daha sonra dikkatlerini bağırsak yolunda kolonize olan ve obezite ve tip 2 diyabet gibi hastalıklarla bağlantılı bir bakteri olan Akkermansia muciniphila’ya çevirdiler. Dışkı örneklerinden izole edilmesinin de zor olduğu biliniyor. Ancak mEnrich-seq kullanarak araştırmacılar bunu yapmayı başardılar ve üç örnekteki A. muciniphila genomunun yüzde 99,7’sinden fazlasını kapladılar.
Araştırmacılar, mEnrich-seq’in mikrobiyom araştırmalarına daha ekonomik bir yaklaşım sunarak çeşitli araştırma alanlarında yeni ufuklar açtığını, bunun özellikle sınırlı kaynaklara sahip büyük ölçekli çalışmalarda faydalı olduğunu söylüyor. Çok çeşitli bakterilere odaklanabildiğini, bunun da onu araştırma ve klinik uygulamalar için çok yönlü bir araç haline getirdiğini söylüyorlar. mEnrich-seq, daha hedefe yönelik mikrobiyom araştırmalarına olanak tanıyarak yeni teşhis araçlarının ve tedavilerin geliştirilmesini hızlandırabilir.
Ekip, “mEnrich-seq’in en heyecan verici yönlerinden biri, geleneksel sıralama yöntemlerinin hassasiyet eksikliği nedeniyle tespit edemediği antibiyotik direnç genleri gibi daha önce gözden kaçırılan ayrıntıları ortaya çıkarma potansiyelidir. Bu, küresel sorun olan antibiyotik direnciyle mücadelede ileriye doğru atılmış önemli bir adım olabilir.”
Araştırmacılar, verimliliğini daha da artırmak ve uygulama yelpazesini genişletmek için aracı geliştirmeyi planlıyor.
