भोजन ‘मेनू’ से रोगाणु कैसे चुनते हैं?

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भोजन ‘मेनू’ से रोगाणु कैसे चुनते हैं?

क्रेडिट: CC0 सार्वजनिक डोमेन

माइक्रोबियल समुदायों में अक्सर कई प्रजातियां होती हैं जो समान चयापचय क्षमता होने के बावजूद सह-अस्तित्व में होती हैं। वे यह कैसे करते हैं यह स्पष्ट नहीं है। शोधकर्ताओं ने अब यह दिखाने के लिए एक मॉडल विकसित किया है कि यदि इन प्रजातियों के पास खाने के लिए पूरक प्राथमिकताएं हैं, तो वे अधिक आसानी से सह-अस्तित्व में रह सकते हैं।


कई रोगाणु डाइऑक्सिन में पनपते हैं-वे उपलब्ध खाद्य संसाधनों का एक ही बार में उपभोग करते हैं, न कि एक ही बार में। प्रत्येक प्रजाति में विकल्पों का एक विशिष्ट क्रम होता है, जिसमें सबसे अधिक चयनात्मक से लेकर कम से कम चयनात्मक तक होता है। महत्वपूर्ण रूप से, यह सूची विभिन्न रोगाणुओं के बीच भिन्न होती है। दिलचस्प बात यह है कि ग्लूकोज जैसी शर्करा, जिसे सार्वभौमिक रूप से महत्व दिया जाना चाहिए, कुछ रोगाणुओं द्वारा नहीं चुना जाता है, जो उन्हें एक ही मेनू से विभिन्न वस्तुओं का चयन करने की अनुमति देता है।

बायोइंजीनियरिंग के प्रोफेसर और ब्लिस फैकल्टी स्कॉलर सर्गेई मास्लो (BCXT / CABBI) ने कहा, “हालांकि 1940 के दशक में डाइऑक्सिन की वृद्धि पाई गई थी, लेकिन मॉडलिंग के नजरिए से लोगों ने इस पर ज्यादा ध्यान नहीं दिया।” “हमारे पास माइक्रोबियल पारिस्थितिक तंत्र का यह अद्भुत चिड़ियाघर है जो हर जगह मौजूद है और लोग यह समझने की कोशिश कर रहे हैं कि विभिन्न प्रजातियों को सह-अस्तित्व की अनुमति क्या है। हम निपुणता से विकसित समुदायों के बुनियादी असेंबली सिद्धांतों को समझना चाहते हैं।”

शोधकर्ताओं ने सीरियल कमजोर पड़ने वाली संस्कृतियों में माइक्रोबियल समुदाय की असेंबली का मॉडल तैयार किया, जहां बैक्टीरिया को फिर से पतला होने से पहले एक निश्चित अवधि के लिए पोषक तत्वों के ताजा बैचों पर बढ़ने दिया जाता है। “सीरियल कमजोर पड़ने वाले प्रयोग प्रयोगशाला में करने के लिए सबसे सरल प्रयोग हैं और प्रकृति में उछाल-और-बस्ट परिदृश्यों का प्रतिनिधित्व करते हैं। उदाहरण के लिए, आंत में आपके पास पोषक तत्वों का एक ताजा सेट हो सकता है, जिसका उपयोग सूक्ष्मजीव तब तक करते हैं जब तक वे खत्म हो जाते हैं। भोजन का। प्रत्येक उछाल चक्र के अंत में बस्ट चक्र आता है जिसे कमजोर पड़ने से दर्शाया जाता है, “मास्लो ने कहा।

“प्रत्येक प्रजाति की एक पूर्वनिर्धारित चयन सूची होती है जिसके डीएनए में हार्डवेयर होता है। हमने जो माना है, और जो प्रयोगों द्वारा समर्थित है, वह यह है कि विभिन्न प्रजातियों के लिए पोषक तत्वों की खपत का क्रम भिन्न होता है। कुछ में ग्लूकोज शीर्ष विकल्प के रूप में हो सकता है जबकि अन्य उपयोग करते हैं यह, उदाहरण के लिए, लैक्टोज। हम पोषक तत्वों की विविधता और माइक्रोबियल वरीयताओं के बीच इस बातचीत को देख रहे हैं, “मास्लो ने कहा।

मॉडल में, शोधकर्ताओं ने पहली बार माना कि एक प्रजाति चार खाद्य संसाधनों पर विकसित हो सकती है। वह पहले अपने पसंदीदा संसाधन पर तब तक कूदता है जब तक कि वह खत्म न हो जाए और फिर अगले एक पर स्विच हो जाए। सभी संसाधनों के समाप्त हो जाने के बाद, बैक्टीरिया के एक हिस्से को संसाधनों के नए बैच में स्थानांतरित कर दिया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप सीरियल कमजोर पड़ जाता है। इस बिंदु के बाद, एक और बेतरतीब ढंग से चुनी गई प्रजाति पेश की जाती है और शोधकर्ताओं ने परिणामी प्रतिस्पर्धा और संसाधनों की कमी का मॉडल तैयार किया है। यह प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि यादृच्छिक पूल से कोई अन्य प्रजाति समुदाय पर आक्रमण नहीं कर सकती। ऐसे कई सिमुलेशन में, अंतिम समुदाय में रोगाणुओं के समूह के पास पूरक संसाधन विकल्प होते हैं, यानी उनके शीर्ष विकल्प सभी अलग होते हैं।

यद्यपि कोई अनुमान लगा सकता है कि रोगाणुओं की शीर्ष पसंद यह है कि वे जितनी तेजी से बढ़ते हैं, मॉडल में ऐसी कोई धारणा नहीं है। “प्रयोगों से पता चला है कि आप जो चुनते हैं और उस पर आप कितनी तेजी से बढ़ते हैं, के बीच कोई स्पष्ट संबंध नहीं है। हालांकि, इकट्ठे समुदाय में लगभग विशेष रूप से सूक्ष्मजीव होते हैं जो पोषक तत्वों के अपने शीर्ष चयन पर सबसे तेजी से बढ़ते हैं,” पोस्टडॉक्टरल फेलो, “अक्षित ने कहा गोयल। एमआईटी में और मास्लोव लैब के सहयोगी।

शोधकर्ताओं ने अपने मॉडल के लिए बैक्टीरिया के एक बड़े पूल का इस्तेमाल किया, जो बेतरतीब ढंग से उत्पन्न हुआ था। नतीजतन, वे ऐसे पैटर्न की तलाश में थे जो बैक्टीरिया की पहचान पर आधारित नहीं थे। “हमने एक ज्यामितीय सिद्धांत विकसित किया है जहां आप अपनी प्रजातियों को पकड़ सकते हैं और विभिन्न पोषक तत्वों पर उनकी चयन सूची और विकास दर देख सकते हैं और प्रयोग के परिणाम की भविष्यवाणी कर सकते हैं। सिमुलेशन चलाने के बिना भी, आप अनुमान लगा सकते हैं कि कोई प्रजाति निश्चित रूप से मौजूद होगी या नहीं। समुदाय या नहीं, “वेरोनिका डबिंकिना ने कहा, पीएच.डी. मास्लो लैब में छात्र।

इस फ़ंक्शन में अन्य वृद्धि कारक शामिल नहीं हैं जो माइक्रोबियल विकास को प्रभावित कर सकते हैं। “हमने अपने मॉडल में क्रॉस-फीडिंग पर विचार नहीं किया, जहां एक जीवाणु ऐसे उत्पादों का उत्पादन करता है जिनका अन्य लोग उपयोग कर सकते हैं। हमने माना कि सभी प्रजातियां केवल उन संसाधनों का उपयोग कर सकती हैं जो शुरू में मौजूद थे,” जिहान वांग, पीएच.डी. डी.डी. मास्लो लैब में छात्र। शोधकर्ताओं ने अपने भविष्य के अध्ययनों में क्रॉस-फीडिंग को शामिल करने की योजना बनाई है ताकि यह देखा जा सके कि यह माइक्रोबियल समुदाय को कैसे आकार देता है।

मास्लो ने कहा, “हम इस मॉडल को वास्तविक माइक्रोबियल पारिस्थितिक तंत्र में लागू करने में रुचि रखते हैं और हमने वास्तविक सीरियल-कमजोर पड़ने वाले प्रयोगों में क्या होता है यह देखने के लिए एक और परियोजना शुरू की है।” “एक बड़ा, जटिल मॉडल बनाना बहुत आसान है। हमारा दर्शन एक समय में एक संपत्ति को जोड़ना है, जैसे कि डाइऑक्सी या क्रॉस-फीडिंग, और यह समझना कि प्रत्येक चरण में क्या हो रहा है। इस तरह आप धीरे-धीरे परिसर की बेहतर समझ प्राप्त करते हैं । । ।, वास्तविक दुनिया प्रणाली। “

अध्ययन “डाइऑक्सिक माइक्रोबियल समुदायों में अनायास उभरने वाले पूरक संसाधन विकल्प” में प्रकाशित हुआ था। प्रकृति संचार.


मानव आंत में माइक्रोबियल इंटरैक्शन की भविष्यवाणी करना


और जानकारी:
जिहान वांग एट अल, पूरक संसाधन विकल्प डाइऑक्सिन माइक्रोबियल समुदायों में अनायास उभर आते हैं, प्रकृति संचार (2021)। डीओआई: 10.1038 / s41467-021-27023-y

Urbana-Champaign . में इलिनोइस विश्वविद्यालय द्वारा प्रदान किया गया

उल्लेख: रोगाणु भोजन ‘मेनू’ से कैसे चुनते हैं? (नवंबर 2021, नवंबर 19) https://phys.org/news/2021-11-microbes-menu-food.html से 19 नवंबर, 2021 को लिया गया।

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