Une nouvelle technologie pour comprendre la santé intestinale remporte un prix

Florian Schmidt est le lauréat du grand prix 2022 pour son travail dans le développement de Record-seq, une technologie révolutionnaire qui enregistre de manière non invasive l’activité du microbiote intestinal et aide à comprendre la santé gastro-intestinale. La science & Prix SciLifeLab pour les jeunes scientifiques.

L’essai de Schmidt décrit les cellules d’ingénierie Escherichia coli (E. coli ), est une bactérie qui agit comme une sentinelle à travers le tractus gastro-intestinal et enregistre dans son ADN la réponse transcriptionnelle à diverses interactions entre elle-même et l’hôte. Contrairement à l’ARN, qui a une durée de vie relativement courte et fragile, il est produit par l’ADN E. coli les cellules sentinelles enregistrent des données à différents moments qui peuvent être récupérées de manière efficace et non invasive à partir des matières fécales de l’hôte par séquençage en profondeur.

“Le travail de Schmidt est un point de repère hautement créatif et technique. Traçant le chemin du concept à la réalisation, ses recherches ont conduit au développement d’une méthode unique qui permet aux cellules de détection bactériennes de détecter les changements dans l’intestin de l’hôte. Suivi de la réponse aux interactions. La relation entre différents microbiotes et le microbiome de l’hôte dans la santé et la maladie.” peut grandement améliorer notre compréhension de son impact”, a déclaré Sacha Vignieri, rédacteur en chef adjoint. La science.

Intrigués par l’idée de reprogrammer CRISPR pour le système immunitaire microbien adaptatif, Schmidt et ses collègues ont utilisé le complexe d’acquisition d’espaceurs CRISPR pour développer Record-seq, en l’adaptant pour stocker et enregistrer des réactions transcriptionnelles de type ADN afin de fournir des informations sur les conditions dans l’intestin. .

Créer la meilleure méthode

Schmidt a déclaré qu’en tant que nouvelle technologie, Record-seq n’était pas à l’origine conçu comme un outil non invasif pour interroger le microbiome intestinal. Mais après avoir découvert son plein potentiel pour enregistrer l’histoire cellulaire des bactéries, lui et ses collègues Tanmay Tanna et Jakob Zimmermann des laboratoires de Randall Platt à l’ETH Zurich et d’Andrew Macpherson à l’hôpital universitaire de Berne ont commencé à appliquer Record-seq à l’intestin. le microbiote.

Les méthodes actuelles d’examen du tractus intestinal comprennent la chirurgie invasive pour mesurer la fonction intestinale ou les analyses de selles et de sang qui ne fournissent pas d’informations sur les conditions spécifiques de l’intestin. Séquence d’enregistrement E. coli les cellules fournissent une lentille dans les parties proximales de l’intestin afin que les adaptations et les comportements du microbiote puissent être étudiés de manière non invasive.

“D’autres scientifiques ont déjà développé des biocapteurs capables de détecter la présence d’une petite molécule particulière … mais ils sont affinés pour détecter la présence ou l’absence de petites molécules, mais ils ne sont aveugles à rien d’autre”, a déclaré Schmidt. . “Avec Record-seq, nous supprimons ce voile proverbial… tout ce avec quoi les bactéries interagissent et modifient leur comportement peut être capturé.”

Espérons que les chercheurs pourront désormais utiliser Record-seq comme outil pour découvrir de nouveaux biomarqueurs liés à la nutrition et à la maladie, a noté Schmidt. À l’avenir, cela pourrait permettre de poursuivre les efforts de traduction dans le domaine du diagnostic et de la thérapeutique.

L’avenir de la santé intestinale

Schmidt et ses collègues les ont donnés à manger à des souris E. coli cellules pour vérifier l’enregistrement des informations transcriptionnelles dans l’intestin. L’équipe a pu récupérer ces informations en séquençant les cellules des matières fécales des souris, incitant les chercheurs à modifier le régime alimentaire des souris pour tester les subtilités de ce qui a été enregistré.

Record-seq a pu capturer différentes adaptations E. coli passez à différents régimes et enregistrez ces informations. Alors que RNA-seq (RNA-seq) et Record-seq étaient capables de faire la distinction entre un régime alimentaire standard ou à base d’amidon, seul Record-seq conservait des informations sur le régime précédent après le changement. Record-seq stocke également des informations sur la longueur du tractus gastro-intestinal, alors que de nombreuses informations sont perdues à partir des échantillons d’ARN-seq de selles.

Ces informations sur la vie cachée du microbiote intestinal sont d’une complexité fascinante, et Record-seq ouvre une nouvelle fenêtre pour comprendre comment la nutrition, l’inflammation et les interactions microbiennes au sein du tractus gastro-intestinal façonnent la santé et la maladie.

“Pensez à toutes les maladies et interactions associées à votre intestin, et pensez également que nous pouvons l’utiliser pour étudier comment il interagit avec le régime alimentaire des gens. La variété des façons dont différents individus réagissent à différents régimes est étonnante et peut également contribuer à conditions pathologiques telles que la malnutrition ou l’obésité. Record -seq peut être utilisé pour enquêter et éclairer les décisions de traitement dans ces maladies ainsi que les intolérances alimentaires », a-t-il déclaré.

La La science & SciLifeLab Award for Young Scientists reconnaît que la santé économique mondiale dépend d’une communauté de recherche dynamique qui devrait encourager les meilleurs et les plus brillants à poursuivre dans les domaines de recherche de leur choix au début de leur carrière scientifique. Le gagnant du grand prix reçoit 30 000 $.

“Ce qui ressort des gagnants du concours au fil des ans La science & SciLifeLab Award pour leur capacité à expliquer clairement leurs découvertes scientifiques passionnantes et à les placer dans le contexte plus large de la biologie, de la médecine et même des problèmes sociaux urgents. “C’est le cas cette année à SciLifeLab avec trois essais décrivant différents types de recherche sur les microbes et la régulation d’une protéine impliquée dans la croissance cellulaire dans la santé et la maladie”, a déclaré Olli Kallioniemi, directeur de SciLifeLab. participer à ce prix et nous espérons que cette reconnaissance favorisera les carrières et fera connaître les recherches de cette prochaine génération de chefs de file de la recherche. Je félicite les quatre lauréats du prix de cette année.”

Récepteurs 2022

Stefany Moreno-Gámez | Deyanira Gamez

Stefany Moreno-Gámez Il a gagné pour son essai “Comment les bactéries se déplacent dans différents environnements”. Moreno-Gámez a obtenu son BA de l’Universidad de los Andes et son doctorat. de l’Université de Groningue et de l’ETH Zurich. Il est actuellement chercheur postdoctoral au Massachusetts Institute of Technology. Ses recherches portent sur la façon dont les glycanes alimentaires et maternels façonnent la dynamique écologique et évolutive du microbiome intestinal.

Portrait de James L. Daly
James L. Daly

James L. Daly Il a gagné pour son essai “Endosomes, récepteurs et virus”. Daly a obtenu son B.A. et son Ph.D. diplômes de l’Université de Bristol. Après avoir terminé ses études, il a reçu une bourse Wellcome Early Career Award et a rejoint le département des maladies infectieuses du King’s College de Londres. Ses recherches actuelles continuent d’explorer l’interface moléculaire entre les récepteurs de la neuropiline et les virus et le potentiel d’inhibition antivirale de ce processus.

Danièle Simoneschi Il a gagné pour son essai “Découverte d’un dégradeur de cycline de type D”.

Tête de Daniele Simoneschi
Danièle Simoneschi

Simoneschi a obtenu son BA du Manhattanville College et son MPhil et Ph.D. Il a étudié au Vilcek Institute de l’Université de New York. Il est professeur assistant de recherche au département de biochimie et de pharmacologie moléculaire de la NYU, où il étudie les mécanismes moléculaires et cellulaires par lesquels les cullin-RING ubiquitine ligases régulent l’exécution du cycle cellulaire.

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