Medizinische Universität Graz

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Bibliografische Informationen

Titel

Das humane Archäom und seine Implikationen für die menschliche Gesundheit

Kurzfassung

Durch drei komplementäre Publikationen beleuchtet diese Arbeit die Verteilung, Funktion und Krankheitsassoziationen human-assoziierter Archaeen und erweitert damit das Verständnis des menschlichen Archaeoms.

Kapitel 1 bietet einen umfassenden Überblick über die Vielfalt und Biologie der Archaeen im menschlichen Körper. Es fasst ihre einzigartigen metabolischen Eigenschaften, ökologischen Interaktionen und ihre Bedeutung für Gesundheit und Krankheit zusammen. Zudem werden zentrale Wissenslücken in der Archaeenforschung aufgezeigt, was die Notwendigkeit archaeom-inklusiver Ansätze in der Mikrobiomforschung unterstreicht, um mikrobielle und Wirtsinteraktionen besser zu verstehen.

Kapitel 2 untersucht altersabhängige Dynamiken des archaeelen Mikrobioms im menschlichen Darm in drei Altersgruppen – junge Erwachsene, ältere Erwachsene und Hundertjährige. Die Studie zeigt, dass methanogene Archaeen während des Alterns deutliche Zusammensetzungsänderungen erfahren. Während die archaeale Diversität insgesamt abnimmt, weisen Hundertjährige eine Gemeinschaftsstruktur auf, die jener jüngerer Personen ähnelt – angereichert mit Methanobrevibacter smithii und geprägt durch eine hohe archaeal-bakterielle Netzwerkverknüpfung. Funktionell sind ausgeprägte Methanogen-Phänotypen mit einer verstärkten Produktion kurzkettiger Fettsäuren über alternative Butyratwege assoziiert, was darauf hindeutet, dass Archaeen zur metabolischen Resilienz und Darmstabilität im hohen Alter beitragen könnten.

Kapitel 3 untersucht die krankheitsspezifische Rolle der Archaeen anhand einer groß angelegten Metaanalyse von Shotgun-Metagenomen über verschiedene Erkrankungen hinweg, darunter kolorektaler Krebs. Die Studie zeigt eine konsistente Anreicherung von M. smithii bei kolorektaler Krebs. Integrative metabolische Modellierungen, Ko-Kultur-Experimente und Metabolom-Analysen belegen, dass M. smithii mit CRC-assoziierten Bakterien wie Fusobacterium nucleatum über Metaboliten wie Succinat, Aminosäuren und Polyaminvorstufen interagiert und so zur Bildung eines metabolisch aktiven, krebsassoziierten Mikrobioms beiträgt. Diese Arbeit liefert den ersten mechanistischen Nachweis, der archaeelle Aktivität mit der kolorektalen Karzinogenese in Verbindung bringt, und definiert Archaeen als aktive metabolische Regulatoren statt als passive mikrobielle Mitbewohner.

Schlagwörter

Archaeome, Methanogene Archaeen, Darmmikrobiom und Altern, Darmmikrobiom und Kolorektales Karzinom

Anzahl Seiten

Publikationsjahr

–

Sachgebiete

Mikrobiologie

Molekularbiologie

Autorinnen*Autoren / Co-Autorinnen*Co-Autoren

Autor*in

Mohammadzadeh, Rokhsareh

Betreuende Einrichtung / Studium