NIH Forscher führen erste …

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NIH Forscher führen erste genomische Umfrage der menschlichen Haut Pilz-Vielfalt

Bild zeigt eine Haarfollikel in der Haut umgeben von Bakterien und Pilzen unter einem Fluoreszenzmikroskop. Die Proben wurden von der Haut auf der Rückseite eines Studienteilnehmer erhalten. Pilze erscheinen blau-grün, Bakterien erscheinen rosa und Hautzellen und der Haarschaft erscheinen gelb. Sci Transl Med 5, 172ra21 (2013); DOI: 10.1126 / scitranslmed.3004925

Während Menschen die Kraft der Hefe genutzt haben Brot und Bier zu gären, wird die Funktion von Hefe oder anderen Arten von Pilzen, die in und auf den menschlichen Körper leben nicht gut verstanden. In der ersten Studie der menschlichen Hautpilz Vielfalt, National Institutes of Health Forscher sequenziert, um die DNA von Pilzen an Hautstellen von gesunden Erwachsenen, die normalen Bevölkerung über die Haut zu definieren und einen Rahmen für die Untersuchung von Pilzinfektionen der Haut Bedingungen zur Verfügung zu stellen.

Menschliche Hautoberflächen sind komplexe Ökosysteme für Mikroorganismen, einschließlich Pilze, Bakterien und Viren, die kollektiv als die Haut microbiome bekannt sind. Obwohl Pilzinfektionen der Haut etwa 29 Millionen Menschen in den Vereinigten Staaten betreffen, können Pilze langsam und schwer in den Labors zu wachsen, zu komplizieren Diagnose und Behandlung von selbst zu den häufigsten Infektionen Pilzhauterkrankungen, wie Zehennagel.

Das Forschungsteam von der National Human Genome Research Institute (NHGRI) und dem National Cancer Institute (NCI), beide Teile des NIH, erweitert ihre bisherigen Genomsequenzierung Studie von Hautbakterien, unter Verwendung von DNA-Sequenzierungstechniken optimiert zur Identifizierung von Pilzen. Die Studie erscheint in der 22. Mai 2013 frühen Online-Ausgabe der Zeitschrift Nature.

Die Forscher fanden heraus, dass eine einzige Art von Pilz, Malassezia der Gattung, vorwiegend auf dem Kopf und Rumpf ist. Hände, die eine große Vielfalt von Bakterien beherbergen, sind die Heimat für relativ wenige Arten von Pilzen. Im Gegensatz dazu Füße, einschließlich Zehennägel, Fersen und Zehenzwischenräume enthalten enorme Vielfalt.

«Anwenden von DNA-Sequenzierung auf eine Studie der Pilze der Haut die natürliche Entwicklung ist mikrobielles Leben zu verstehen, dass koexistiert auf unseren Körper», sagte NHGRI Wissenschaftlicher Direktor Daniel Kastner, M. D. Ph.D. «Zusammen mit den jüngsten Genomsequenzierung bakterielle Vielfalt zu definieren, diese Analyse von Pilz Vielfalt bietet ein vollständigeres Bild menschliche microbiome.»

«Pilzgemeinschaften besetzen komplexe Nischen, auch auf den menschlichen Körper», sagte Heidi Kong, M. D. Co-Senior-Autor und ein Ermittler in der Dermatologie Zweig der NCI Center for Cancer Research. «Durch eine vollständigere Bewusstsein für die Pilz- und Bakterien Ökosysteme zu gewinnen, können wir Adresse zugeordnet Hauterkrankungen, einschließlich Hauterkrankungen besser, die Behandlung von Krebserkrankungen in Beziehung gesetzt werden können.»

Die Forscher sammelten Proben bei 14 Körperstellen von 10 gesunden Erwachsenen. DNA-Sequenzierung der Pilze in den Proben DNA-Fragmente identifiziert, phylogenetische Marker genannt, die verwendet und gezählt werden kann, eine Art von Pilz von einem anderen zu unterscheiden. Die Sequenzierungsanstrengungen erzeugt mehr als 5 Millionen Marker von den Proben, über 80 Pilzarten darstellt, oder Gattungen. Im Gegensatz dazu erzeugt traditionellen Kultivierungsverfahren 130 Kolonien von Pilzen, die nur 18 Pilzgattungen vertreten.

In 20 Prozent der Teilnehmer der Studie, die Forscher beobachtet, Probleme wie Fersen- und Zehen Web-Skalierung oder Zehennagel Änderungen, die mit möglichen Pilzinfektionen. Aus der Genomsequenzierung Analyse fanden die Forscher heraus, dass verschiedene Personen mit Ferse Website-Infektionen haben gemeinsame Pilzgemeinschaften an dieser Stelle, während diejenigen mit Zehennagel Infektionen Pilzgemeinschaften enorm unterschiedlich angezeigt werden.

«DNA-Sequenzierung die große Vielfalt der Pilze zeigt, auch solche, die schwer in Kultur zu wachsen», sagte Julie Segre, Ph.D. Co-Senior-Autor und leitende Ermittler, NHGRI Genetik und Molekularbiologie Zweig. Ihr Fachwissen ist die Entwicklung von mikrobieller DNA-Sequenzierungstechnik. «DNA-Sequenzierung konnten wir lernen, unermesslich mehr darüber, wo Pilze als Teil der menschlichen Haut microbiome überwiegen.»

Die Forscher identifizierten Pilze aus zwei Stämmen, Ascomycetes und Basidiomycetes, als Teil der normalen Pilz-Zählung an den 14 Hautstellen. Die häufigste Gattung Malassezia war in 11 von 14 Stellen auf dem Körper abgetastet. Die Forscher fanden heraus Malassezia Pilz auf jeder Hautoberfläche von gesunden Freiwilligen, ob auf der Rückseite des Kopfes, hinter den Ohren, in die Nase und auf den Fersen. Heels waren auch Heimat für viele weitere Pilze, einschließlich der Gattungen Aspergillus, Cryptococcus, Rhodotorula und Epicoccum.

«DNA-Sequenz-basierte Methoden zur Identifizierung uns ermöglicht, zwischen den Arten von Pilzen zu unterscheiden und zu dem Schluss, dass die Vielfalt der Pilze auf der Körperstelle in hohem Maße abhängig ist und nicht als die Person, die abgetastet wird», sagte Dr. Kong. Ein Dermatologe, erklärt Dr. Kong, warum diese Seiten für die Exploration ausgewählt wurden: «. Unsere Studie auf Bereiche der Haut konzentriert, wo wir häufig Hauterkrankungen finden, die mit Pilzen in Verbindung gebracht wurden»

Die komplexeste Website, die Ferse, ist die Heimat von etwa 80 Genus-Ebene Arten von Pilzen. Die Forscher fanden heraus, etwa 60 Arten in Zehennagel Tupferproben und 40 Arten in Proben von den Bahnen der Zehen. Seiten mit mäßigem Pilz Vielfalt sind in der Biegung des Armes, Innenseite des Unterarms und Palmen, mit jedem Standort 18 bis 32 Gattungen von Pilzen unterstützen. Überraschenderweise Kopf und Rumpf Körperstellen — einschließlich der Rücken, Nacken, in den Ohren, hinter den Ohren, und zwischen den Augenbrauen — haben weit weniger Pilze Arten, mit nur zwei bis 10 Gattungen je.

Das Forschungsteam Pilz Vielfalt Daten mit den Hautbakterien auf den gleichen gesunden Erwachsenen verglichen. Sie fanden heraus, dass, während die Arme hoch Maßnahmen der bakteriellen Vielfalt haben, haben sie geringere Pilz-Vielfalt. Sie fanden das Gegenteil der Fall an den Füßen für Websites zu sein. Kernkörperstellen hatte weder eine hohe bakterielle Vielfalt noch eine hohe Pilz Vielfalt. Die Forscher hatten zuvor gezeigt, dass bakterielle Vielfalt kann durch vorhergesagt werden, ob die Haut feucht, trocken oder ölig. Fungal Vielfalt scheint stattdessen auf abhängen, wo eine bestimmte Hautstelle auf dem Körper ist.

Die Forscher beobachteten, aber auch, dass es eine größere Ähnlichkeit in der Pilzgemeinschaft Struktur auf der linken und rechten Seiten der gleichen Person in den Körper im Vergleich zu den gleichen Körperteile auf zwei beliebigen Individuen. Pilzgemeinschaften scheinen auch im Laufe der Zeit recht stabil sein, mit wenig ändern, wenn bei zwei verschiedenen Gelegenheiten getestet, bis zu drei Monate auseinander.

«Die Daten aus unserer Studie gibt uns eine Basis zu normalen Individuen, die wir nie zuvor», sagte Dr. Segre. «Unterm Strich ist die Füße sind mit Pilz Vielfalt wimmelt, so tragen Sie Ihre Flip-Flops in Umkleideräumen, wenn Sie nicht wollen, mit jemand anderem Pilze Ihren Fuß Pilze zu mischen.»

Für Fluoreszenzmikroskopbilder von Pilzen auf der Haut, gehen Sie zu http://goo.gl/eJakd.

NHGRI ist eines der 27 Institute und Zentren an der NIH, eine Agentur des Department of Health and Human Services. Die NHGRI Abteilung für Interne Forschung entwickelt und implementiert Technologie zu verstehen, zu diagnostizieren und genomische und genetische Krankheiten zu behandeln. Weitere Informationen über NHGRI können auf ihrer Website, http://www.genome.gov finden.

NCI führt das Nationale Krebsprogramm und die NIH Aufwand drastisch die Belastung durch Krebs zu verringern und das Leben von Krebspatienten und ihre Familien, durch die Erforschung von Prävention und Krebsbiologie zu verbessern, die Entwicklung neuer Interventionen und die Ausbildung und Betreuung neuer Forscher . Für weitere Informationen über Krebs, besuchen Sie bitte die NCI-Website unter http://www.cancer.gov oder rufen Krebsinformationsdienst des NCI bei 1-800-4-CANCER (1-800-422-6237).

Die NIH Gemeinsamen Fonds fördert die Zusammenarbeit und unterstützt eine Reihe von außergewöhnlich hoher Wirkung, trans-NIH-Programme. Gemeinsame Fonds-Programme sind so konzipiert, große Chancen und Lücken in der biomedizinischen Forschung zu verfolgen, dass kein einzelnes NIH-Institut allein bewältigen konnte, aber dass die Agentur als Ganzes ansprechen können die größten Auswirkungen möglich über die Fortschritte der medizinischen Forschung zu machen. Weitere Informationen über die NIH Gemeinsamen Fonds kann bei http://commonfund.nih.gov finden.

Über den National Institutes of Health (NIH): NIH, die medizinische Forschung Agentur der Nation, umfasst 27 Institute und Zentren und ist ein Bestandteil des US-Department of Health and Human Services. NIH ist die primäre Bundesbehörde die Durchführung und grundlegende, klinische Unterstützung und translationale der medizinischen Forschung, und untersucht die Ursachen, Behandlungen und Kuren für beide gemeinsame und seltene Krankheiten. Für weitere Informationen über die NIH und deren Programmen, besuchen www.nih.gov.

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