Новая флуоресцентная визуализация сортирует микробиом во рту человека

Новая технология флуоресцентного мечения, позволяющая на одном изображении различить численность и пространственное распределение 15 различных таксонов, выявила новые пары таксонов, указывающие на неожиданное сотрудничество — и отстранённость — между членами микробной биоплёнки, покрывающей зубы. Результаты представлены 7 декабря на ежегодном собрании Американского общества клеточной биологии (ASCB) в Денвере.

Представители родов Prevotella и Actinomyces продемонстрировали наибольшую способность к взаимодействию, что указывает на их центральную роль в формировании биоплёнок. Исследование по определению «кто есть кто» в ротовой полости человека провели учёные из Морской биологической лаборатории (MBL) в Вудс-Хоуле, Массачусетс.

Оба рода связаны с пародонтозом, но виды Prevotella также обнаруживаются при анаэробных инфекциях лёгких. Актиномикоз — это инфекция, вызываемая устойчивыми к антибиотикам штаммами во рту и желудочно-кишечном тракте.

Алекс Валм, доктор философии, Гэри Бориси, доктор философии, и их коллеги называют свою новую систему флуоресцентного мечения «Комбинаторное мечение и спектральная визуализация» (CLASI). Она была разработана для преодоления основного ограничения существующих систем флуоресцентного мечения, чей оригинальный зелёный флуоресцентный белок (GFP) был только одного цвета (зелёного).

Сейчас учёным доступна целая палитра цветов благодаря постоянно расширяющемуся набору флуоресцентных белков или добавлению светящихся молекулярных меток — флуорофоров. Однако отслеживание более чем нескольких цветов становится экспоненциально сложным.

Первая система CLASI от команды MBL использовала бинарные комбинации шести флуорофоров для проведения первого количественного анализа большого числа микробов в биоплёнке.

С использованием новых линейных алгоритмов «разделения» (unmixing) систему CLASI сейчас масштабируют, чтобы одновременно наблюдать более 100 по-разному помеченных микробов на каждом изображении и построить первый системно-структурный анализ всего орального микробиома человека.