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छोटे सूक्ष्मजीवों का भारी प्रभाव

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प्रस्तावना

हम जानते हैं कि आप कौन हैं: एक इंसान, दिमाग की अनंत संभावनाओं वाला दो पैरों वाला जानवर, मौजूद हर चीज का उत्तराधिकारी, जिसने कभी भी एक उपयोगकर्ता समझौते को अंत तक नहीं पढ़ा है - बस जहां आवश्यक हो वहां टिक करें। और अब परिचित हो जाओ, यह तुम भी हो: खरबों छोटे जीव जो तुम्हारी आँखों, कानों और विशाल सम्पदाओं में रहते हैं, जिन्हें तुम्हारी आंतें कहा जाता है। और यह आंतरिक सूक्ष्म जगत आपकी बीमारियों, आपके स्वास्थ्य और स्वयं के बारे में आपकी समझ को बदल सकता है।

नई तकनीकों के लिए धन्यवाद (जिनमें से कई पिछले कुछ वर्षों में विकसित किए गए हैं), वैज्ञानिक आज हमारे भीतर सूक्ष्म जीवन रूपों के बारे में पहले से कहीं अधिक जानते हैं। और जो हम सीखते हैं वह अद्भुत है। ये एककोशिकीय जीव - सूक्ष्म जीव - न केवल हमारे विचार से बहुत अधिक हैं, वे हमारे शरीर के लगभग हर कोने में अकल्पनीय संख्या में रहते हैं और हम जितनी कल्पना कर सकते हैं उससे कहीं अधिक महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं: हमारे जीवन के इतने सारे पहलू निर्भर करते हैं उन पर, स्वास्थ्य और यहां तक कि हमारे व्यक्तित्व पर भी।

सूक्ष्म जीवों का संग्रह जिसके लिए हमारा शरीर एक घर के रूप में कार्य करता है, मानव माइक्रोबायोटा (कभी-कभी माइक्रोफ्लोरा और माइक्रोफौना भी) कहलाता है, और उनके जीन की समग्रता को मानव माइक्रोबायोम कहा जाता है। और, जैसा कि अक्सर वैज्ञानिक खोजों के मामले में होता है, सूक्ष्म जगत के बारे में नए तथ्य हमें अपने अहं को विनम्र बनाते हैं। खगोल विज्ञान ने हमें पहले ही समझाया है कि हमारा ग्रह ब्रह्मांड के केंद्र में नहीं है, विकास ने हमें सिखाया है कि मनुष्य जानवरों की प्रजातियों में से एक है। मानव माइक्रोबायोम को संकलित करना हमें सिखाता है कि हमारे शरीर के घर में, हमारी अपनी आवाज स्वतंत्र (और अन्योन्याश्रित) जीवन रूपों के कोरस द्वारा अपने स्वयं के एजेंडे और एजेंडा के साथ डूब जाती है।

हमारे अंदर कितने सूक्ष्म जीव हैं? आप लगभग दस ट्रिलियन मानव कोशिकाओं से बने हैं - लेकिन आपके शरीर में लगभग सौ ट्रिलियन माइक्रोबियल कोशिकाएँ हैं। यानी आप काफी हद तक आप नहीं हैं।

लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि एक व्यक्ति छोटे जीवों के लिए सिर्फ एक कंटेनर है जो गलती से उसके शरीर में घुस गए और बीमारियां फैल गईं। वास्तव में, हम अपने में रहने वाले सूक्ष्मजीवों के पूरे समुदाय के साथ संतुलन में रहते हैं। उनकी भूमिका निष्क्रिय यात्रियों की भूमिका तक ही सीमित नहीं है - वे मौलिक जीवन प्रक्रियाओं में शामिल हैं, जिनमें पाचन, प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया और यहां तक कि व्यवहार भी शामिल है।

हमारे भीतर रोगाणुओं की समग्रता विभिन्न समुदायों के एकीकरण जैसी किसी चीज का प्रतिनिधित्व करती है। शरीर के विभिन्न भाग प्रजातियों के विभिन्न समूहों द्वारा बसे हुए हैं जिनके विशेष कार्य हैं। मुंह में रहने वाले रोगाणु त्वचा पर या आंत में रहने वाले से अलग होते हैं। हम केवल व्यक्ति नहीं हैं; हम में से प्रत्येक एक पारिस्थितिकी तंत्र है।

सूक्ष्मजीवों की विविधता ऐसी व्यक्तिगत विशेषताओं को भी समझाने में मदद करती है जिन्हें हम संयोग या दुर्भाग्य के रूप में देखते थे। हममें से कुछ लोग मच्छरों से इतना प्यार क्यों करते हैं? उदाहरण के लिए, ये छोटे राक्षस मुश्किल से मुझे काटते हैं, जबकि वे मेरे दोस्त अमांडा के लिए मधुमक्खियों की तरह उड़ते हैं। यह पता चला है कि हम में से कुछ वास्तव मेंमच्छरों के दृष्टिकोण से स्वादिष्ट, और इस तरह के एक चयनात्मक "स्वादिष्ट" का मुख्य कारण हमारी त्वचा पर रहने वाले माइक्रोबियल समुदायों की संरचना में अंतर है (अध्याय 1 में इस पर अधिक)।

और इतना ही नहीं है: हमारे भीतर और हमारे अंदर रहने वाले रोगाणुओं की विविधता अद्भुत है। आपने शायद सुना होगा कि अगर हम डीएनए की तुलना करते हैं, तो हम सभी इंसान लगभग एक जैसे हैं: हमारा जीनोम 99.99% किसी अन्य व्यक्ति के जीनोम के समान है, जैसे कि आपका पड़ोसी। लेकिन यह आपकी आंतों के माइक्रोफ्लोरा पर लागू नहीं होता है: यहां केवल 10% रोगाणुओं का मेल हो सकता है।

यह लोगों के बीच भारी अंतर की व्याख्या कर सकता है - वजन में अंतर से लेकर असमान एलर्जी तक, बीमार होने की संभावना से लेकर चिंता के स्तर तक। हम इस असीम सूक्ष्म जगत को व्यवस्थित करना और समझना शुरू कर रहे हैं, लेकिन पहले अध्ययनों के निष्कर्ष पहले से ही भारी हैं।

माइक्रोबियल दुनिया की अंतहीन विविधता विशेष रूप से प्रभावशाली है जब आप विचार करते हैं कि सिर्फ चालीस साल पहले हमें पता नहीं था कि कितने एकल-कोशिका वाले जीव थे और कितनी अविश्वसनीय संख्या में प्रजातियां थीं। इससे पहले, जीवित जीवों के वर्गीकरण के मूल सिद्धांत चार्ल्स डार्विन की पुस्तक "द ओरिजिन ऑफ़ स्पीशीज़" पर आधारित थे, जो 1859 में प्रकाशित हुई थी। डार्विन ने विकास के एक पेड़ को चित्रित किया, सभी जीवों को सामान्य भौतिक विशेषताओं के अनुसार समूहित किया: शॉर्ट-बिल्ड फ़िंच, लॉन्ग-बिल्ड फ़िंच, और इसी तरह; और लंबे समय तक यही सिद्धांत वर्गीकरण और वर्गिकी का आधार बना रहा।

जीवन के बारे में पारंपरिक विचार इस बात पर आधारित थे कि लोग अपने आसपास की दुनिया में क्या देख सकते हैं - नग्न आंखों से या माइक्रोस्कोप के माध्यम से। बड़े जीवों को पौधों, जानवरों और कवक में विभाजित किया गया। शेष एककोशिकीय जीवों को दो व्यापक श्रेणियों में विभाजित किया गया: प्रोटिस्ट (प्रोटोजोआ) और बैक्टीरिया। जहां तक पौधों, जानवरों और कवकों की बात है, हम सही थे। लेकिन एककोशिकीय जीवों के बारे में हमारे विचार बिल्कुल गलत निकले।

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हमारे अंदर कितने सूक्ष्म जीव हैं? आप लगभग दस ट्रिलियन मानव कोशिकाओं से बने हैं - लेकिन आपके शरीर में लगभग सौ ट्रिलियन माइक्रोबियल कोशिकाएँ हैं 1
यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि अमेरिकन एकेडमी ऑफ माइक्रोबायोलॉजी की नवीनतम रिपोर्ट इस अनुपात को घटाकर 3:1 कर देती है, जिसका मुख्य कारण मानव कोशिकाओं की गिनती में वृद्धि है।

लेकिन किसी भी मामले में, संख्यात्मक श्रेष्ठता रोगाणुओं की तरफ है। देखें: http://academy.asm.org/index.php/faq-series/5122humanmicrobiome।

. यानी आप काफी हद तक आप नहीं हैं।

माइक्रोबियल दुनिया की अंतहीन विविधता विशेष रूप से प्रभावशाली है जब आप विचार करते हैं कि सिर्फ चालीस साल पहले हमें पता नहीं था कि कितने एकल-कोशिका वाले जीव थे और कितनी अविश्वसनीय संख्या में प्रजातियां थीं। इससे पहले, जीवित जीवों के वर्गीकरण के मूल सिद्धांत चार्ल्स डार्विन की पुस्तक "द ओरिजिन ऑफ़ स्पीशीज़" पर आधारित थे, जो 1859 में प्रकाशित हुई थी। 2
ऑनलाइन उपलब्ध: प्रोजेक्ट गुटेनबर्ग, www.gutenberg.org/files/1228/1228-h/1228-h.htm।

डार्विन ने विकास के एक पेड़ को चित्रित किया, सभी जीवों को सामान्य भौतिक विशेषताओं के अनुसार समूहित किया: शॉर्ट-बिल्ड फ़िंच, लॉन्ग-बिल्ड फ़िंच, और इसी तरह; और लंबे समय तक यही सिद्धांत वर्गीकरण और वर्गिकी का आधार बना रहा।

1977 में, अमेरिकी सूक्ष्म जीवविज्ञानी कार्ल वोइस और जॉर्ज ई। फॉक्स ने "जीवन के पेड़" का एक नया संस्करण प्रस्तावित किया, जो डीएनए के एक रिश्तेदार राइबोसोमल राइबोन्यूक्लिक एसिड का उपयोग करके सेलुलर स्तर पर जीवन के विभिन्न रूपों की तुलना के आधार पर है। किसी भी कोशिका में और प्रोटीन संश्लेषण में शामिल होता है। चित्र आश्चर्यजनक था। वोइस और फॉक्स ने पाया कि सभी पौधों और जानवरों की तुलना में एकल-कोशिका वाले जीव अधिक विविध हैं। जैसा कि यह निकला, जानवर, पौधे, मशरूम; सभी मनुष्य, जेलिफ़िश, गोबर भृंग; शैवाल के किसी भी कतरा, काई के किसी भी पैच, चढ़ाई कैलिफोर्निया sequoias; सभी लाइकेन और वन कवक - सभी जीवित चीजें जो हम अपने चारों ओर देखते हैं - विकासवादी वृक्ष की एक शाखा के अंत में सिर्फ तीन अंकुर हैं। इसके मुख्य निवासी एककोशिकीय जीव हैं: बैक्टीरिया, आर्किया (जो पहले वोज़ और फॉक्स द्वारा एक अलग समूह के रूप में अलग किए गए थे), खमीर और कुछ अन्य जीवन रूप।

पिछले कुछ वर्षों में, हमारे भीतर माइक्रोलाइफ की हमारी समझ में एक सफलता मिली है, जिसका श्रेय हम नई तकनीकों को देते हैं, विशेष रूप से डीएनए अनुक्रमण की प्रगति और कंप्यूटर शक्ति का विस्फोट। आज, अगली पीढ़ी के अनुक्रमण नामक एक प्रक्रिया के माध्यम से, हम शरीर के विभिन्न हिस्सों से सेल के नमूने ले सकते हैं, उनमें मौजूद माइक्रोबियल डीएनए का त्वरित विश्लेषण कर सकते हैं, तुलना कर सकते हैं और अन्य अंगों की जानकारी के साथ संयोजन कर सकते हैं ताकि सूक्ष्मजीवों की हजारों प्रजातियों की पहचान की जा सके। शरीर उनके घर.. इस तरह, हम बैक्टीरिया, आर्किया, यीस्ट और अन्य एककोशिकीय जीव (विशेष रूप से यूकेरियोट्स) पाते हैं, जिनका संयुक्त जीनोम हमारे अपने से अधिक लंबा है।

ठीक है, नए कंप्यूटर एल्गोरिदम, बदले में, इस आनुवंशिक जानकारी की व्याख्या को बहुत सरल और सुगम बनाते हैं। विशेष रूप से, अब हम शरीर का एक माइक्रोबियल नक्शा बना सकते हैं जो हमें शरीर के विभिन्न हिस्सों और अलग-अलग लोगों में माइक्रोबियल समुदायों की तुलना करने की अनुमति देता है। इनमें से अधिकतर जानकारी ह्यूमन माइक्रोबायोम प्रोजेक्ट ( ह्यूमन माइक्रोबायोम प्रोजेक्ट), अमेरिका के राष्ट्रीय स्वास्थ्य संस्थान के तत्वावधान में किया गया ( यूएस नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ हेल्थ, एनआईएच). अध्ययन की लागत $170 मिलियन थी और इसमें 200 से अधिक वैज्ञानिक शामिल थे जिन्होंने आज तक कम से कम 4.5 टेराबाइट डेटा एकत्र और विश्लेषण किया है। और यह सिर्फ शुरुआत है; अन्य अंतर्राष्ट्रीय परियोजनाएं जैसे "मानव गैस्ट्रोइंटेस्टाइनल ट्रैक्ट के बायोटा की संरचना पर शोध" ( ह्यूमन इंटेस्टाइनल ट्रैक्ट कंसोर्टियम, मेटाहिट के मेटाजेनोमिक्स), लगातार नए डेटा को जोड़ना और उनका विश्लेषण करना।

इन विश्लेषणों की लागत हर समय कम हो रही है, जिससे अधिक से अधिक लोग अपने शरीर में रहने वाले रोगाणुओं की पूरी जनगणना कर सकते हैं। दस साल पहले, अपने माइक्रोबायोम का विश्लेषण करने के लिए, आपको सौ मिलियन डॉलर का भुगतान करना पड़ता था। आज, इस तरह की जानकारी की कीमत सौ रुपये जितनी कम होगी—इतनी सस्ती कि डॉक्टर जल्द ही एक नियमित चिकित्सा प्रक्रिया के रूप में इस तरह के अध्ययन का आदेश देंगे।

लेकिन डॉक्टर आपके माइक्रोबायोम की संरचना में क्यों रुचि रखते हैं? क्योंकि अधिक से अधिक शोध उभर रहे हैं जो हमारे रोगाणुओं और मोटापे, गठिया, आत्मकेंद्रित और यहां तक कि अवसाद सहित हमारी कई बीमारियों के बीच संबंध साबित करते हैं। और यह कनेक्शन, बदले में, उपचार के लिए तुरंत नई संभावनाएं खोलता है।

हमारे माइक्रोबायोम पर क्या असर नहीं पड़ता - ड्रग्स, आहार, यौन साझेदारों की संख्या, भले ही आप अपने माता-पिता के पहले बच्चे हों! जैसा कि आप निम्नलिखित पृष्ठों को पढ़ते हैं, आप देखेंगे कि सूक्ष्म जीव हमारे जीवन के लगभग हर पहलू में गहराई से शामिल हैं। वे वास्तव में हमें इस सवाल पर अलग तरह से देखते हैं: "मनुष्य होने का क्या मतलब है?"

1. हमारे शरीर में सूक्ष्मजीव

तो, आइए अनुमान लगाने की कोशिश करें कि हमारे अंदर कितने सूक्ष्म जीव रहते हैं।

अगर हम वजन से गिनते हैं, तो एक वयस्क के शरीर में औसतन लगभग डेढ़ किलोग्राम होता है। यह आपके माइक्रोबायोटा को सबसे बड़े अंगों में से एक बनाता है, जो वजन के मामले में मस्तिष्क को टक्कर देता है और यकृत से थोड़ा ही कम होता है।

हम पहले से ही जानते हैं कि पूर्ण कोशिका गणना के संदर्भ में, सूक्ष्मजीव दस से एक के अनुपात में मनुष्यों से बेहतर प्रदर्शन करते हैं। क्या होगा अगर हम अपने डीएनए की तुलना करें? हम में से प्रत्येक के पास लगभग बीस हजार मानव जीन हैं। और साथ ही, हमारे पास दो से बीस मिलियन माइक्रोबियल जीन होते हैं। इसका मतलब है, अफसोस, कि आनुवंशिक रूप से हम कम से कम 99% रोगाणु हैं!

ऐसा न हो कि आप इतने नाराज हों, इसे मानवीय उपकरण की जटिलता के दृष्टिकोण से देखें। प्रत्येक मानव कोशिका में माइक्रोबियल की तुलना में कई अधिक जीन होते हैं। यह सिर्फ इतना है कि आपके शरीर में इतने सारे रोगाणु हैं कि उनके सभी जीनों का योग आपसे अधिक है।

जीव जो हम में और हम पर रहते हैं वे बहुत विविध हैं। अधिकांश (लेकिन सभी नहीं) एककोशिकीय हैं। वे विकासवादी वृक्ष की सभी तीन मुख्य शाखाओं का प्रतिनिधित्व करते हैं। आर्किया साम्राज्य के प्रतिनिधि आंतों में रहते हैं - एककोशिकीय जीव जिनमें नाभिक नहीं होते हैं; इनमें से सबसे आम मीथेनोजेन्स हैं, जो बिना ऑक्सीजन के मौजूद होते हैं, भोजन को पचाने में मदद करते हैं, और मीथेन गैस छोड़ते हैं (गायों में भी होती है)।

अगला यूकेरियोट्स आता है: त्वचा माइकोसिस कवक और यीस्ट जो योनि और कभी-कभी आंतों को उपनिवेशित करते हैं। लेकिन बैक्टीरिया सब पर हावी है - उदाहरण के लिए एस्चेरिचिया कोलाई ( इशरीकिया कोली), ई। कोलाई, जिसे हम मुख्य रूप से अपच से जोड़ते हैं, जो खराब धुले हुए साग के कारण होता है। हालाँकि, इस जीवाणु की हानिरहित और लाभकारी किस्में लगभग हमेशा हमारे अंदर मौजूद होती हैं।

और हर दिन, नई तकनीकों के लिए धन्यवाद, हम सीखते हैं कि यह दुनिया पहले की तुलना में कहीं अधिक विविध है। यह ऐसा है जैसे हम बहुत बड़ी कोशिकाओं के साथ समुद्र के माध्यम से चल रहे थे, और फिर, पकड़ की जांच करने के बाद, हम निष्कर्ष निकालेंगे कि समुद्र में केवल व्हेल और विशाल स्क्विड पाए जाते हैं। अब हमें पता चला है कि हमारे अंदर जो जीवन है वह कहीं अधिक विविधतापूर्ण है। उदाहरण के लिए, आप मान सकते हैं कि आपके आंत में कोई भी दो बैक्टीरिया जो आपके पिछले सैंडविच पर झपटे हैं, एक दूसरे के समान हैं, जैसे, एंकोवी या सार्डिन। लेकिन वास्तव में, उनके पास समुद्री ककड़ी (होलोथुरियन) और महान सफेद शार्क की तुलना में अधिक आम नहीं है: वे पूरी तरह से अलग व्यवहार, भोजन और पारिस्थितिक भूमिका वाले दो प्राणी हैं।

तो हमारे सभी रोगाणु कहाँ स्थित हैं और उनकी क्या भूमिका है? यह जानने के लिए आइए अपने शरीर का भ्रमण करें।

चमड़ा

वे कहते हैं कि नेपोलियन, एक सैन्य अभियान से लौटते हुए, महारानी जोसेफिन को लिखा: “मैं कल शाम पेरिस में रहूँगा। नहाओ मत।" उन्होंने अपनी आराध्य पत्नी की प्राकृतिक गंध को प्राथमिकता दी और ध्यान केंद्रित किया। लेकिन क्यों, जब हम थोड़ी देर के लिए बिना साबुन, डिओडोरेंट, पाउडर और परफ्यूम के रह जाते हैं, तो क्या हमसे इतनी दुर्गंध आने लगती है? मुख्य रूप से रोगाणुओं के कारण जो हमारे स्रावों पर फ़ीड करते हैं और उन्हें और भी अधिक बदबूदार बनाते हैं।

वैज्ञानिक अभी भी कोशिश कर रहे हैं, सजा के लिए खेद है, यह पता लगाने के लिए कि हमारे सबसे बड़े अंग, त्वचा पर रहने वाले प्राणियों की गतिविधि किस व्यावहारिक उद्देश्य से कार्य करती है। एक बात सुनिश्चित है: वे हमारे शरीर की गंध के निर्माण में योगदान करते हैं, जिसमें इस गंध के वे घटक शामिल हैं जो मच्छरों को आकर्षित करते हैं। 3
एन. ओ. वेरहुलस्ट एट अल।, "मानव त्वचा माइक्रोबायोटा की संरचना मलेरिया मच्छरों के प्रति आकर्षण को प्रभावित करती है," एक और 6, नहीं। 12 (2011): ई28991।

जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, खून चूसने वाले कीड़े वास्तव मेंकुछ लोगों की गंध दूसरों की तुलना में पसंद करते हैं, और रोगाणुओं को दोष देना है। वे उन पदार्थों को तोड़ते हैं जो त्वचा से वाष्पशील यौगिकों में निकलते हैं जो मच्छरों को पसंद या नापसंद हो सकते हैं। इसके अलावा, विभिन्न प्रकार के मच्छर हमारे शरीर के विभिन्न भागों को पसंद करते हैं। उदाहरण के लिए, के लिए एनोफ़ेलीज़ गाम्बियामलेरिया के मुख्य वाहकों में से एक, सबसे आकर्षक गंध कांख की गंध नहीं है, बल्कि हाथ और पैरों की गंध है।

इस संबंध में, एक लुभावना समाधान सामने आता है: यदि आप अपने हाथों और पैरों की त्वचा पर एक एंटीबायोटिक रगड़ते हैं, तो आप इस प्रकार के मच्छरों के हमले को रोक सकते हैं, क्योंकि कीटाणुओं को मारकर आप गंध को मार देते हैं।

रोगाणु जो हमारी त्वचा पर रहते हैं - अन्य सभी रोगाणुओं की तरह - विशेष रूप से हमारे लाभ के लिए मौजूद नहीं हैं। लेकिन वे, कर्तव्यनिष्ठ निवासी होने के नाते, वास्तव में हमारी बहुत मदद करते हैं: इस तथ्य से कि वे हम पर रहते हैं, वे अन्य हानिकारक रोगाणुओं को हमें संक्रमित करने से रोकते हैं। विभिन्न सूक्ष्म जीव त्वचा के विभिन्न क्षेत्रों में रहते हैं, और विविधता - प्रजातियों की संख्या - किसी विशेष क्षेत्र में मौजूद सूक्ष्म जीवों की संख्या के लिए आवश्यक रूप से आनुपातिक नहीं है। कभी-कभी यह ठीक विपरीत होता है। एक अमेरिकी सादृश्य का उपयोग करने के लिए, वर्मोंट (जनसंख्या 600,000) की कल्पना लॉस एंजिल्स (दस मिलियन) के रूप में जातीय रूप से विविध होने और लॉस एंजिल्स के रूप में मोनो-जातीय होने की कल्पना करें। आपके माथे पर और आपकी बाहों के नीचे बड़ी संख्या में कीटाणु होते हैं, लेकिन अपेक्षाकृत कम प्रजातियां होती हैं; और इसके विपरीत, हाथों (हथेलियों और अग्र-भुजाओं) पर अपेक्षाकृत कुछ रोगाणु होते हैं, लेकिन बहुत विविध होते हैं 4
ईए ग्राइस एट अल।, "मानव त्वचा माइक्रोबायोम की स्थलाकृतिक और अस्थायी विविधता," विज्ञान 324, नहीं। 5931 (29 मई, 2009): 1190–92; ई. के. कॉस्टेलो एट अल।, "अंतरिक्ष और समय के पार मानव शरीर आवास में जीवाणु समुदाय भिन्नता," विज्ञान 326, नहीं. 5960 (18 दिसंबर, 2009): 1694–97।

महिलाओं के हाथों पर माइक्रोबियल समुदाय पुरुषों की तुलना में अधिक विविध होते हैं, और यह अंतर हाथ धोने के बावजूद बना रहता है, यह सुझाव देता है कि कारण, हालांकि अभी भी अज्ञात है, जैविक अंतर में निहित है। 5
एफ आर ब्लैटनर एट अल।, "एस्चेरिचिया कोली के -12 का पूर्ण जीनोम अनुक्रम," विज्ञान 277, नहीं। 5331 (5 सितंबर, 1997): 1453–62।

इसके अलावा, हमने पाया कि आपके बाएँ हाथ में रहने वाले कीटाणु आपके दाएँ हाथ पर रहने वाले कीटाणुओं से अलग होते हैं। आप अपने हाथों को रगड़ सकते हैं, अपने हाथों को ताली बजा सकते हैं, और दोनों हाथों से एक ही सतह को छू सकते हैं - प्रत्येक अभी भी एक अलग माइक्रोबियल समुदाय विकसित करता है। इस तथ्य ने बोल्डर में कोलोराडो विश्वविद्यालय के प्रोफेसर नूह फ़िरर और मुझे सामान्य जीव विज्ञान में सबसे प्रसिद्ध खोजों में से एक को पुन: उत्पन्न करने का प्रयास करने के लिए प्रेरित किया। एक समय में, अलग-अलग द्वीपों पर जीवों के वितरण और वितरण और प्रजातियों की विविधता और कब्जे वाले क्षेत्र के बीच संबंध की व्याख्या करने की कोशिश करते हुए, ब्रिटिश जीवविज्ञानी और मानवविज्ञानी अल्फ्रेड रसेल वालेस ने अन्य वैज्ञानिकों के साथ मिलकर बायोग्राफी का एक जटिल सिद्धांत विकसित किया। 6
आर. एच. मैकआर्थर और ई. ओ. विल्सन, द्वीप बायोग्राफी का सिद्धांत. प्रिंसटन, एनजे: प्रिंसटन यूनिवर्सिटी प्रेस, 2001।

डार्विन के समकालीन वालेस, जिन्होंने एक साथ और स्वतंत्र रूप से प्राकृतिक चयन के सिद्धांत को विकसित किया, ने एक रेखा की मैपिंग की जो आधुनिक इंडोनेशिया और मलेशिया से होकर गुजरती है और एशियाई जीवों (बंदरों और गैंडों) को ऑस्ट्रेलियाई (कॉकटू और कंगारू) से अलग करती है। फायरर और मुझे आश्चर्य हुआ कि क्या जी और एच कुंजी के बीच एक कंप्यूटर कीबोर्ड पर समान "वालेस लाइन" खींचना संभव था - यह रेखा, सिद्धांत रूप में, स्पष्ट रूप से अलग-अलग माइक्रोबियल आबादी वाले कीबोर्ड के हिस्सों को अलग करना चाहिए। हम यह भी देखना चाहते थे कि क्या स्पेस बार में अधिक प्रकार के रोगाणु होंगे, सिर्फ इसलिए कि यह अन्य सभी की तुलना में बहुत लंबा है।

हमारे परिणामों ने एक प्रकार की "वालेस लाइन" के अस्तित्व की पुष्टि की, लेकिन हमें कुछ और अधिक आश्चर्यजनक लगा: प्रत्येक उंगली और इसकी संबंधित कुंजी लगभग एक ही माइक्रोबियल समुदाय द्वारा विशेषता थी। हम हथेली के माइक्रोबियल प्रोफाइल का उपयोग करके 90% तक की सटीकता के साथ कंप्यूटर माउस के मालिकों को निर्धारित करने में भी सक्षम थे। 7
एन। फिएर एट अल।, "त्वचा जीवाणु समुदायों का उपयोग कर फोरेंसिक पहचान," 107, नहीं। 14 (6 अप्रैल, 2010): 6477–81।

आपके हाथ पर माइक्रोबियल समुदाय अन्य लोगों के समान समुदायों (प्रजातियों की विविधता के संदर्भ में - 85% की औसत) से बहुत अलग है, जिसका अर्थ है कि हम में से प्रत्येक, सामान्य लोगों के अलावा, माइक्रोबियल उंगलियों के निशान भी हैं।

हम और आगे बढ़े और यह पता लगाने के लिए प्रयोग किए कि एक विशिष्ट माइक्रोबियल निशान छोड़ने के लिए आपको कितनी बार किसी वस्तु को छूने की आवश्यकता है। यह अध्ययन अभी भी अदालत में इस्तेमाल करने के लिए बहुत अधूरा है। लेकिन टेलीविजन पर, मान लीजिए, साक्ष्य के अधिक सरलीकृत मानकों को अपनाया जाता है, इसलिए इस विषय पर एक लेख प्रकाशित करने के तुरंत बाद, "अपराध दृश्य: मियामी" श्रृंखला का एक और एपिसोड दिखाया गया, जहां यह साजिश फोरेंसिक परीक्षा पर आधारित थी। एक माइक्रोबियल फिंगरप्रिंट 8
"क्राइम सीन: मियामी": " सीएसआई मियामीसीज़न 9," विकिपीडिया, http://en.wikipedia.org/wiki/List_of_CSI:_Miami_episode#Season_9:_2010.E2.80.932011।

इस बीच, फोरेंसिक माइक्रोबायोलॉजिस्ट डेविड कार्टर नेब्रास्का से हवाई में "बॉडी प्रिजर्व" स्थापित करने के लिए चले गए। "यह क्या है?" - आप फोरेंसिक वैज्ञानिकों से पूछते हैं कि अक्सर यह निर्धारित करने का कार्य होता है कि जिस व्यक्ति की लाश की वे जांच कर रहे हैं उसकी मृत्यु कितने समय पहले हुई है। कार्टर के "रिज़र्व" में, रिश्तेदारों और विभिन्न संस्थानों द्वारा दान किए गए मृतकों के शरीर को विभिन्न स्थितियों में संग्रहीत किया जाता है। 9
"हमारे शरीर के बगीचे" के एक बहुत ही शैक्षिक और मनोरंजक परिचय के लिए देखें: मैरी रोच, कड़ी: मानव शवों के जिज्ञासु जीवन. न्यूयॉर्क: डब्ल्यू. डब्ल्यू. नॉर्टन, 2004।

और वैज्ञानिक लगातार उनके अपघटन की दर का विश्लेषण कर रहे हैं। साथ ही, माइक्रोबियल समुदायों की एक हड़ताली निरंतरता देखी जाती है। जिस प्रकार लाइकेन की बस्तियाँ पहले एक नंगी चट्टान पर दिखाई देती हैं, फिर उत्तराधिकार में काई, घास, खरपतवार, झाड़ियाँ और अंत में पेड़, क्षय प्रक्रिया भी एक निश्चित क्रम में आगे बढ़ती है।

बोल्डर में कोलोराडो विश्वविद्यालय में मेरी प्रयोगशाला में एक पोस्टडॉक्टरल साथी जेसिका मेटकाफ ने चालीस मृत चूहों (वे अन्य कार्डियोवैस्कुलर और कैंसर ड्रग प्रयोगों में मृत्यु हो गई) का उपयोग करके अपना लघु "शरीर अभयारण्य" स्थापित किया। जेसिका ने पाया कि वह तीन दिनों के भीतर मृत्यु का सही समय निर्धारित कर सकती है। यह उसी त्रुटि के बारे में है जो वर्तमान में उपयोग की जाने वाली कीट विधि है। 10
मेगन बी. गैलाघेर, सोनिया संधू, और रॉबर्ट किमसे, "सामान्य ग्रीन बॉटल फ्लाई, ल्यूसिलिया सेरिकाटा (मेजेन) की भौगोलिक रूप से अलग आबादी के लिए विकासात्मक समय में बदलाव," जर्नल ऑफ फोरेंसिक साइंसेज 55, नहीं। 2 (मार्च 2010): 438–42।

फिर हमें सूक्ष्मजीवविज्ञानी पद्धति की आवश्यकता क्यों है?

उत्तर: कीड़ों को अभी भी मृत शरीर का पता लगाना है, जबकि सूक्ष्मजीव हमेशा मौजूद रहते हैं, और यह उन मामलों में उपयोगी हो सकता है जहां अपराध स्थल पर कोई कीड़े नहीं हैं।

नाक और फेफड़े

हमारे शरीर के दौरे का अगला बिंदु नाक होगा। कुछ प्रकार के सूक्ष्म जीव मानव नाक में रहते हैं, जिनमें स्टैफिलोकोकस ऑरियस ( स्टाफीलोकोकस ऑरीअस), जो अस्पतालों में स्टाफ़ संक्रमण का कारण बनता है। इस प्रकार, स्वस्थ लोग अक्सर खतरनाक रोगाणुओं के लिए "घर" लगते हैं। हम मानते हैं कि इस मामले में, स्पष्टीकरण इस प्रकार हो सकता है: हमारी नाक में रहने वाले अन्य बैक्टीरिया स्टैफिलोकोकस ऑरियस को लेने की अनुमति नहीं देते हैं, या बल्कि, नाक पर कब्जा कर लेते हैं। एक और दिलचस्प अवलोकन: पर्यावरण दृढ़ता से प्रभावित करता है कि हमारी नाक में किस प्रकार के सूक्ष्मजीव बसते हैं। अधिक विविध नाक माइक्रोबियल आबादी वाले बच्चे, जैसे कि जानवरों के पास ग्रामीण क्षेत्रों में रहने वाले, भविष्य में अस्थमा और एलर्जी विकसित होने की संभावना कम होती है 11
ओएस वॉन एहरेंस्टीन एट अल।, "किसानों के बच्चों में हे फीवर और अस्थमा का कम जोखिम," क्लिनिकल एंड एक्सपेरिमेंटल एलर्जी: जर्नल ऑफ द ब्रिटिश सोसाइटी फॉर एलर्जी एंड क्लिनिकल इम्यूनोलॉजी 30, नहीं। 2 (फरवरी 2000): 187–93; ई। वॉन म्यूटियस और डी। वर्सेली, "फार्म लिविंग: इफेक्ट्स ऑन चाइल्डहुड अस्थमा एंड एलर्जी," प्रकृति समीक्षा इम्यूनोलॉजी 10, नहीं। 12 (दिसंबर 2010): 861–68।

यह पता चला है कि मिट्टी में छेड़छाड़ करना कभी-कभी उपयोगी होता है।

फेफड़ों में नीचे जाने पर, हम आम तौर पर केवल मृत बैक्टीरिया पाते हैं। 12
ई.एस. चार्लसन एट अल।, "ऊपरी और निचले श्वसन पथ से नमूनों के प्रतिकृति विश्लेषण द्वारा फेफड़ों में बैक्टीरियल आबादी का आकलन करना," एक और 7, नहीं। 9 (2012): ई42786; ईएस चार्लसन एट अल।, "स्वस्थ मानव श्वसन पथ में बैक्टीरियल आबादी की स्थलाकृतिक निरंतरता,"

फेफड़ों की आंतरिक सतह, जो हवा के संपर्क में आती है, में रोगाणुरोधी पेप्टाइड्स का एक कॉकटेल होता है: छोटे प्रोटीन जो वहां पहुंचने वाले बैक्टीरिया को तुरंत मार देते हैं। हालांकि, सिस्टिक फाइब्रोसिस या मानव इम्यूनोडिफीसिअन्सी वायरस (एचआईवी) वाले रोगियों के फेफड़ों में कभी-कभी खतरनाक सूक्ष्मजीव पाए जाते हैं जो फुफ्फुसीय रोगों के विकास में योगदान करते हैं। 13
जे. के. हैरिस एट अल।, "सिस्टिक फाइब्रोसिस वाले बच्चों से ब्रोंकोएल्वोलर लवेज फ्लूइड में बैक्टीरिया की आणविक पहचान," संयुक्त राज्य अमेरिका की राष्ट्रीय विज्ञान अकादमी की कार्यवाही 104, नहीं। 51 (18 दिसंबर, 2007): 20529–33।

वैज्ञानिक अभी भी इस बात पर बहस कर रहे हैं कि क्या हममें से प्रत्येक के गले में रोगाणुओं का एक अलग समुदाय है, या केवल वही रोगाणु मौजूद हैं जो मुंह से आते हैं। 14
ईएस चार्लसन एट अल।, "स्वस्थ मानव श्वसन पथ में बैक्टीरियल आबादी की स्थलाकृतिक निरंतरता," रेस्पिरेटरी एवं क्रिटिकल केयर मेडिसिन का अमेरिकन जर्नल 184, नहीं। 8 (15 अक्टूबर, 2011): 957–63।

हालाँकि, यह पहले से ही ज्ञात है कि धूम्रपान करने वालों के गले से निकलने वाले कीटाणु धूम्रपान न करने वालों से अलग होते हैं, जो शायद यह दर्शाता है कि धूम्रपान न केवल हमारे लिए बल्कि हमारे अंदर रहने वाले जीवों के लिए भी हानिकारक है। 15
ए। मॉरिस एट अल।, "स्वस्थ गैर-धूम्रपान करने वालों और धूम्रपान करने वालों में श्वसन माइक्रोबायोम की तुलना," रेस्पिरेटरी एवं क्रिटिकल केयर मेडिसिन का अमेरिकन जर्नल 187, नहीं। 10 (15 मई, 2013): 1067-75।

मुँह और पेट

संभावना है, आपने केवल अपने मुंह में खराब बैक्टीरिया के बारे में सुना होगा - जो मसूड़ों की बीमारी और दांतों की सड़न का कारण बनते हैं। उनमें से एक, स्ट्रेप्टोकोकस म्यूटन्स ( स्ट्रेप्टोकोकस म्यूटन्स), वही जीव है जो हमारे दांतों को खराब कर देता है। यह, जाहिरा तौर पर, कृषि के विकास के संबंध में दिखाई दिया 16
O.E. Cornejo et al., "कैविटी के कारण बैक्टीरिया स्ट्रेप्टोकोकस म्यूटन्स के विकासवादी और जनसंख्या जीनोमिक्स," आणविक जीव विज्ञान और विकास 30, नहीं। 4 (अप्रैल 2013): 881–93।

जब हमारे पूर्वजों का आहार नाटकीय रूप से कार्बोहाइड्रेट, विशेष रूप से शर्करा से समृद्ध था।

जैसे चूहों को हमने अनजाने में पालतू बना लिया और हमारे कचरे को खा गए, वैसे ही कुछ बैक्टीरिया ने हमारे शरीर में रहना सीख लिया है। सौभाग्य से, अधिकांश "पालतू" बैक्टीरिया फायदेमंद होते हैं - वे एक बायोफिल्म बनाते हैं जो "खराब" बैक्टीरिया को दूर रखता है। मुंह के रोगाणु नाइट्रिक ऑक्साइड (दंत चिकित्सक की कुर्सी पर बैठने के दौरान आपके द्वारा अनुभव किए गए नाइट्रस ऑक्साइड चचेरे भाई) के साथ धमनियों को आराम देकर रक्तचाप को नियंत्रित करने में मदद कर सकते हैं।

एक अन्य प्रजाति, प्लॉट की छड़ी ( फुसोबैक्टीरियम न्यूक्लियेटम), आमतौर पर एक स्वस्थ व्यक्ति के मुंह में मौजूद होता है, लेकिन यह पीरियडोंटल बीमारी के विकास में भी योगदान दे सकता है 17
जे. स्लॉट्स, "उन्नत पीरियोडोंटाइटिस का प्रमुख खेती योग्य माइक्रोफ्लोरा," स्कैंडिनेवियाई जर्नल ऑफ डेंटल रिसर्च 85, नहीं। 2 (जनवरी/फरवरी 1977): 114–21।

. एफ। न्यूक्लियेटमदिलचस्प है क्योंकि ये बैक्टीरिया कोलन ट्यूमर के अंदर पाए जाते हैं 18
एम। कैस्टेलरिन एट अल।, "फ्यूसोबैक्टीरियम न्यूक्लियेटम संक्रमण मानव कोलोरेक्टल कार्सिनोमा में प्रचलित है," जीनोम अनुसंधान 22, नहीं। 2 (फरवरी 2012): 299–306; एम. आर. रुबिनस्टीन एट अल।, "फ्यूसोबैक्टीरियम न्यूक्लियेटम ई-कैडरिन/बीटाकैटेनिन सिग्नलिंग को इसके फाडा एडहेसिन के माध्यम से संशोधित करके कोलोरेक्टल कार्सिनोजेनेसिस को बढ़ावा देता है," सेल होस्ट और माइक्रोब 14, नहीं। 2 (14 अगस्त, 2013): 195–206; ए. डी. कोस्टिक एट अल।, "फ्यूसोबैक्टीरियम न्यूक्लियेटम पोटेंटियेट्स इंटेस्टाइनल ट्यूमरजेनिसिस और ट्यूमर-इम्यून माइक्रोएन्वायरमेंट को संशोधित करता है," सेल होस्ट और माइक्रोब 14 (2013): 207-15; आर एल वॉरेन एट अल।, "कोलोरेक्टल कार्सिनोमास में एनारोबिक बैक्टीरिया की सह-घटना," माइक्रोबायोम 1, नहीं। 1 (15 मई, 2013): 16; एल. फ्लानागन एट अल।, "फ्यूसोबैक्टीरियम न्यूक्लियेटम एसोसिएट्स विथ स्टेजेज ऑफ कोलोरेक्टल नियोप्लासिया डेवलपमेंट, कोलोरेक्टल कैंसर एंड डिजीज आउटकम," यूरोपियन जर्नल ऑफ़ क्लिनिकल माइक्रोबायोलॉजी एंड इंफेक्शियस डिज़ीज़: यूरोपियन सोसाइटी ऑफ़ क्लिनिकल माइक्रोबायोलॉजी का आधिकारिक प्रकाशन 33, नहीं। 8 (अगस्त 2014): 1381–90।

लेकिन हम अभी तक यह नहीं जानते हैं कि यह एक कारण है या परिणाम: क्या एफ। न्यूक्लियेटमकैंसर का कारण बनता है, या यह केवल उन स्थितियों की प्रतिक्रिया है जिसमें ट्यूमर विकसित होता है।

देखें कि आपके अंदर क्या है। हमारे शरीर में रहने वाले सूक्ष्म जीव हमारे स्वास्थ्य और हमारे व्यक्तित्व को कैसे निर्धारित करते हैं

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