Đường khử là gì? Các công bố khoa học về Đường khử

Chúng tôi trình bày một cách cải thiện ước tính tiếp tuyến nội bộ trong phương pháp băng đàn hồi điều chỉnh nhằm tìm kiếm đường dẫn năng lượng tối thiểu. Trong các hệ thống mà lực dọc theo đường dẫn năng lượng tối thiểu là lớn so với lực phục hồi vuông góc với đường dẫn và khi nhiều hình ảnh của hệ thống được bao gồm trong băng đàn hồi, các nếp gấp có thể phát triển và ngăn cản băng hội tụ vào đường dẫn năng lượng tối thiểu. Chúng tôi chỉ ra cách các nếp gấp phát sinh và trình bày một cách cải thiện ước tính tiếp tuyến địa phương để giải quyết vấn đề này. Nhiệm vụ tìm kiếm chính xác năng lượng và cấu hình cho điểm yên ngựa cũng được thảo luận và các ví dụ cho thấy phương pháp bổ sung, phương pháp dimer, được sử dụng để nhanh chóng hội tụ đến điểm yên ngựa. Cả hai phương pháp chỉ yêu cầu đạo hàm cấp một của năng lượng và do đó có thể dễ dàng áp dụng trong các tính toán lý thuyết hàm mật độ dựa trên sóng phẳng. Các ví dụ được đưa ra từ nghiên cứu về cơ chế khuếch tán trao đổi trong tinh thể Si, sự hình thành Al addimer trên bề mặt Al(100) và sự hấp phụ phân ly của CH4 trên bề mặt Ir(111).

Nhiều hàm sigmoid (logistic, Gompertz, Richards, Schnute và Stannard) đã được so sánh để mô tả đường cong tăng trưởng của vi khuẩn. Chúng được so sánh một cách thống kê bằng cách sử dụng mô hình của Schnute, là một mô hình toàn diện, bao gồm tất cả các mô hình khác. Phép thử t và phép thử F đã được sử dụng. Với phép thử t, khoảng tin cậy cho các tham số có thể được tính toán và có thể được sử dụng để phân biệt giữa các mô hình. Trong phép thử F, mức độ khớp của các mô hình được so sánh với sai số đo. Hơn nữa, các mô hình được so sánh về mặt dễ sử dụng. Tất cả các hàm sigmoid đã được điều chỉnh để chứa các tham số sinh học liên quan. Các mô hình của Richards, Schnute và Stannard dường như về cơ bản là cùng một phương trình. Trong các trường hợp được kiểm tra, phương trình Gompertz đã được điều chỉnh thống kê là đủ để mô tả dữ liệu tăng trưởng của Lactobacillus plantarum và dễ sử dụng.

Bằng chứng ngày càng tăng cho thấy các chất chuyển hóa do vi khuẩn đường ruột sản xuất đóng vai trò trung gian quan trọng trong sự giao tiếp giữa vi sinh vật và vật chủ do chế độ ăn uống gây ra. Trong bài viết này, chúng tôi tổng hợp dữ liệu mới nổi cho thấy các sản phẩm phân hủy tryptophan từ vi sinh vật, kết quả từ quá trình phân giải protein, đang ảnh hưởng đến sức khỏe của vật chủ. Các chất chuyển hóa này được cho là kích hoạt hệ thống miễn dịch thông qua việc liên kết với thụ thể hydrocarbon aryl (AHR), cải thiện hàng rào biểu mô ruột, kích thích nhu động tiêu hóa cũng như sự tiết hormone đường ruột, đồng thời có tác dụng kháng viêm, chống oxy hóa hoặc độc hại trong tuần hoàn hệ thống, và có thể điều chỉnh thành phần vi sinh vật đường ruột. Do đó, các sản phẩm phân hủy tryptophan ảnh hưởng đến nhiều quá trình sinh lý và có thể đóng góp vào sự cân bằng nội môi ở ruột cũng như trong toàn thân trong sức khỏe và bệnh tật.

Một mồi PCR đặc hiệu cho nhóm Lactobacillus , S-G-Lab-0677-a-A-17 đã được phát triển để khuếch đại có chọn lọc DNA ribosome 16S (rDNA) từ các vi khuẩn lactobacilli và nhóm vi khuẩn axit lactic liên quan, bao gồm các chi Leuconostoc , Pediococcus , và Weissella . Các amplicon được tạo ra bởi PCR từ nhiều mẫu đường tiêu hóa (GI), bao gồm cả những mẫu từ phân và manh tràng, chủ yếu cho kết quả là chuỗi giống Lactobacillus , trong đó khoảng 28% tương tự nhất với rDNA 16S của Lactobacillus ruminis . Hơn nữa, bốn chuỗi của loài Leuconostoc đã được tìm thấy mà cho đến nay chỉ được phát hiện trong những môi trường khác ngoài đường tiêu hóa, chẳng hạn như các sản phẩm thực phẩm lên men. Giá trị của mồi này được chứng minh thêm qua việc sử dụng PCR đặc hiệu cho Lactobacillus và phương pháp điện di gel gradient cắt chuỗi (DGGE) của amplicon rDNA 16S có nguồn gốc từ phân và manh tràng từ các nhóm tuổi khác nhau. Đã nghiên cứu được sự ổn định của cộng đồng vi khuẩn đường tiêu hóa trong các nhóm tuổi khác nhau qua các khoảng thời gian khác nhau. Cộng đồng Lactobacillus ở ba người lớn trong suốt một thời kỳ 2 năm cho thấy sự biến đổi về thành phần và sự ổn định tuỳ vào từng cá nhân, trong khi sự thay đổi kế thừa của cộng đồng Lactobacillus đã được quan sát thấy trong suốt 5 tháng đầu đời của trẻ sơ sinh. Hơn nữa, phương pháp PCR đặc hiệu và DGGE đã được thử nghiệm để nghiên cứu sự lưu giữ trong mẫu phân của một dòng Lactobacillus được đưa vào trong quá trình thử nghiệm lâm sàng. Kết luận, sự kết hợp của PCR đặc hiệu và phân tích DGGE của các amplicon rDNA 16S cho phép nhận diện sự đa dạng của các nhóm vi khuẩn quan trọng có mặt với số lượng nhỏ trong các hệ sinh thái cụ thể, chẳng hạn như lactobacilli trong đường tiêu hóa của con người.

Tế bào lympho nội biểu mô kép CD4⁺CD8αα⁺ (DP IELs) là một loại tế bào T ruột được phát hiện gần đây, được cho là tham gia vào nhiều phản ứng miễn dịch khác nhau, bao gồm việc dung nạp qua đường miệng. Những tế bào này vắng mặt ở chuột không có hệ vi sinh vật ruột, nhưng cơ chế thúc đẩy sự phát triển của chúng chưa được rõ ràng. Cervantes-Barragan et al. đã phát hiện rằng một loài lợi khuẩn nhất định, Lactobacillus reuteri, kích thích DP IELs. Điều này không diễn ra thông qua việc kích thích trực tiếp hệ miễn dịch. Thay vào đó, L. reuteri tạo ra một dẫn xuất cụ thể của tryptophan từ chế độ ăn uống, giúp thúc đẩy sự biệt hóa của tiền thân DP IELs. Những phát hiện này nhấn mạnh sự tương tác tinh tế giữa vi khuẩn lành tính, chế độ ăn và sức khỏe đường ruột.

Science, số này trang 806

Klebsiella pneumoniae là nguyên nhân hàng đầu gây ra các nhiễm khuẩn kháng kháng sinh (AMR) liên quan đến chăm sóc sức khỏe, nhiễm trùng huyết ở trẻ sơ sinh và áp xe gan mắc phải trong cộng đồng, cũng như có liên quan đến các bệnh đường ruột mãn tính. Sự đa dạng và cấu trúc quần thể phức tạp của nó gây ra thách thức trong việc phân tích và diễn giải dữ liệu bộ gen K. pneumoniae. Trong nghiên cứu này, chúng tôi giới thiệu Kleborate, một công cụ nhằm phân tích bộ gen của K. pneumoniae và phức hợp các loài liên quan của nó, tập trung vào việc thẩm định các đặc điểm quan trọng có ý nghĩa lâm sàng chứng minh. Kleborate cung cấp một khung nền tảng hỗ trợ giám sát bộ gen và dịch tễ học trong các nghiên cứu, y tế lâm sàng và chăm sóc sức khoẻ cộng đồng. Để chứng minh tính hữu dụng của nó, chúng tôi áp dụng Kleborate để phân tích các bộ gen Klebsiella công khai, bao gồm các chủng phân lập lâm sàng từ một nghiên cứu toàn châu Âu về Klebsiella tạo carbapenemase, làm nổi bật các xu hướng toàn cầu trong AMR và độc lực như những ví dụ về những gì có thể đạt được khi áp dụng khung bộ gen này vào các nỗ lực giám sát hệ thống bộ gen có phương pháp hơn. Chúng tôi cũng chứng minh việc ứng dụng Kleborate để phát hiện và định danh K. pneumoniae từ những bộ gen metagenome của ruột.

Hệ vi sinh vật đường ruột bao gồm hàng nghìn tỷ vi sinh vật sinh sống trong ruột động vật có vú. Những vi khuẩn này điều tiết nhiều khía cạnh của sinh lý chủ, bao gồm các cơ chế bảo vệ chống lại các yếu tố góp phần gây ra bệnh viêm ruột (IBDs). Mặc dù vi sinh vật đường ruột rất phong phú, nhưng có rất ít thông tin về cách mà những vi khuẩn này điều chỉnh các quá trình của chủ, bao gồm chức năng hàng rào của biểu mô ruột, điều khiển tính thấm của ruột liên quan đến IBDs. Trong bài nghiên cứu này, chúng tôi phát hiện ra rằng ba chất chuyển hóa phân tử nhỏ do vi khuẩn đường ruột sản sinh từ tryptophan trong chế độ ăn uống làm cải thiện độ toàn vẹn của hàng rào ruột và bảo vệ chống lại viêm do IBDs gây ra. Nghiên cứu của chúng tôi nhận diện một thụ thể của chủ và các mục tiêu tiếp theo của các chất chuyển hóa, có thể đóng vai trò như các con đường tiềm năng cho các phương pháp điều trị dự phòng và điều trị nhằm cải thiện tình trạng nghiêm trọng trong IBDs.

Bệnh Alzheimer (AD) là loại sa sút trí tuệ phổ biến nhất ở người cao tuổi. Việc điều trị AD vẫn là một nhiệm vụ khó khăn trong lâm sàng. AD có liên quan đến hệ vi sinh vật đường ruột bất thường. Tuy nhiên, vẫn còn ít thông tin về vai trò của việc ghép vi khuẩn phân (FMT) trong AD. Ở đây, chúng tôi đã đánh giá hiệu quả của FMT trong việc điều trị AD. Chúng tôi đã sử dụng mô hình chuột chuyển gen APPswe/PS1dE9. Các khiếm khuyết về nhận thức, sự tích lũy amyloid-β (Aβ) trong não và sự phosphoryl hóa của tau, tính đàn hồi synapse cũng như viêm thần kinh đã được đánh giá. Hệ vi sinh vật đường ruột và các sản phẩm chuyển hóa của nó là các axit béo chuỗi ngắn (SCFAs) đã được phân tích bằng phương pháp giải trình tự 16S rRNA và ¹H cộng hưởng từ hạt nhân (NMR). Kết quả của chúng tôi cho thấy rằng điều trị FMT có thể cải thiện các khiếm khuyết về nhận thức và giảm sự tích lũy amyloid-β (Aβ) trong chuột chuyển gen APPswe/PS1dE9. Những cải thiện này đi kèm với sự giảm phosphoryl hóa của protein tau và các mức độ của Aβ40 và Aβ42. Chúng tôi đã quan sát thấy sự gia tăng tính đàn hồi synapse trong chuột Tg, cho thấy rằng sự biểu hiện của protein mật độ hậu synapse 95 (PSD-95) và synapsin I đã tăng lên sau FMT. Chúng tôi cũng ghi nhận sự giảm của mức độ COX-2 và CD11b trong chuột Tg sau FMT. Chúng tôi cũng phát hiện ra rằng điều trị FMT đã đảo ngược sự thay đổi của hệ vi sinh vật đường ruột và SCFAs. Do đó, FMT có thể là một chiến lược điều trị tiềm năng cho AD.

Burkholderia pseudomallei là tác nhân gây bệnh của melioidosis, trong đó yếu tố dự hậu chính là đái tháo đường. Bạch cầu đa nhân trung tính (PMNs) tiêu diệt mầm bệnh ở môi trường ngoài bằng cách giải phóng bẫy ngoại bào của bạch cầu trung tính (NETs). PMNs đóng vai trò quan trọng trong việc kiểm soát melioidosis, nhưng sự tham gia của NETs trong việc tiêu diệt B. pseudomallei vẫn còn chưa rõ ràng. Trong nghiên cứu này, chúng tôi đã chứng minh rằng NETs diệt khuẩn đã được giải phóng từ PMNs của con người để đáp ứng với B. pseudomallei theo cách phụ thuộc vào liều lượng và thời gian. B. pseudomallei tạo NETs cần sự kích hoạt NADPH oxidase nhưng không cần các con đường tín hiệu phosphatidylinositol-3 kinase, kinase kích hoạt bởi tác nhân gây mitogen, hay Src family kinase. Các biến thể của B. pseudomallei bị khiếm khuyết trong hệ thống tiết protein loại III liên quan đến độc lực Bsa (T3SS) hoặc polysaccharide của vỏ bọc I (CPS-I) đã gây ra mức độ NETs tăng cao. Sự cảm ứng NETs bởi các biến thể này có liên quan đến việc tăng tiêu diệt vi khuẩn, thực bào và sự bùng nổ oxy hóa bởi PMNs. Tổng hợp lại, dữ liệu ngụ ý rằng T3SS và vỏ bọc có thể đóng một vai trò trong việc né tránh cảm ứng của NETs. Quan trọng hơn, PMNs từ các đối tượng bị đái tháo đường giải phóng NETs ở mức độ thấp hơn PMNs từ các đối tượng khỏe mạnh. Việc điều hòa sự hình thành NETs do đó có thể liên quan đến cơ chế sinh bệnh và kiểm soát melioidosis.