ce este un microbiom?
Microbiomii au mai multe lucruri în comun. Locuitorii lor sunt abundenți și diversi, variind de la un loc la altul și chiar de la o persoană la alta. Ele sunt, de asemenea, dinamice, schimbându-se ca răspuns la factori precum dieta sau Clima., În cele din urmă, ele sunt interconectate cu gazda lor, angajate într-o relație de a da și de a lua, care este adesea benefică, chiar esențială, atât pentru gazdă, cât și pentru microorganismele rezidente.
cercetătorii încep să studieze microbiomii în mod sistematic. Ei încearcă să înțeleagă ceea ce face sănătos microbiome, inclusiv ceea ce microbii sunt prezenți și cei ce microbi se face, precum și modul de microbiomes schimba de-a lungul timpului, cum astfel de comunități rămâne echilibrat și modul în care modificările microbiomes impact umane sau a sănătății mediului., Cercetarea microbiomului este chiar importantă pentru explorarea spațială și știința planetară. Înțelegerea microorganismelor de aici de pe Pământ, în special a celor care locuiesc în medii extreme, ne poate ajuta să înțelegem potențialul unor forme de viață alternative și să căutăm viață pe alte planete. Ele ne pot ajuta, de asemenea, să colonizăm alte planete, ajutându-ne să creăm medii asemănătoare Pământului, prietenoase cu oamenii, departe, departe.
unde există microbiomi?,
A Microbiomului Uman,
sunt atât de extraordinare similitudini și diferențe între specii bacteriene, care predomină la site-uri diferite asupra organismului uman. Culorile reprezintă diferite phyla și familii de bacterii. (Credit: Darryl Leja, NHGRI)
microbiomul uman este colecția de trilioane de microbi care trăiesc în și pe corpul uman. Se compune din aproximativ o mie de specii bacteriene diferite care se află în gură, intestin și vagin și pe piele., Acești microbi și genele pe care le exprimă ne fac un „superorganism” compus din celule umane și microbiene. (Se estimează că microbiomul unei persoane poate include până la 8.000.000 de gene în plus față de cele 20.000 până la 25.000 pe care se estimează că le conține genomul nostru.) Microbiomul variază foarte mult între diferite site-uri ale corpului. Într-adevăr, diferențele dintre intestinul unei persoane și microbii orali au fost asemănate cu diferențele dintre microbii găsiți în sol și oceane.
începem să ridicăm microbii când ne naștem., Acest proces continuă în următorii trei ani de viață până când vom dezvolta un microbiom Matur. Rezultatele nu sunt aleatorii: microbiomul uman este compus din tipuri specifice de microorganisme care se completează reciproc și gazda lor, îndeplinind funcții esențiale pentru viață. De exemplu, unele bacterii intestinale sintetizează vitamine și neurochimice; altele ajută digestia și întăresc sistemul imunitar; unele pot ghida chiar modul în care se dezvoltă creierul. Deși microbiomul tuturor este similar, acesta variază de la un individ la altul., Oamenii de știință încă încearcă să explice cum apare această diversitate microbiană, dar este probabil influențată de factori precum dieta, mediul, genetica gazdei și expunerea la microbi la începutul vieții.cercetătorii continuă să studieze identitățile și activitățile pasagerilor noștri microbieni și conexiunile dintre microbiomul uman, sănătatea și boala. Scopul lor final este de a înțelege ce constituie un ecosistem microbian uman sănătos și apoi de a dezvolta modalități de a-l menține sănătos și de a-l repara atunci când este necesar.,din 2005, au fost înființate cel puțin opt programe pentru studierea microbiomului uman, inclusiv proiectul microbiomului uman din SUA, inițiativa microbiomului Canadian, MetaHIT (UE și China) și Consorțiul Metagenomului uman din Japonia.
microbiomul Pământului
estimările recensământului microbian al solului depășesc 40.000 de specii pe gram.solurile și sedimentele pământului găzduiesc și comunități microbiene., Diversitatea în aceste habitate subterane este extrem de mare, estimările recensământului microbian al solului depășind 40.000 de specii pe gram. În sol, cercetătorii au descoperit că microbii sunt esențiali pentru susținerea vieții plantelor, medierea absorbției și intrării nutrienților în lanțul alimentar, ciclarea carbonului și azotului, descompunerea poluanților și multe altele. Cu toate acestea, înțelegerea microbiomului solului rămâne în urma microbiomului uman, parțial datorită vastității și complexității sale., O mână de scară largă a coordonat eforturile sunt în curs de desfășurare pentru a caracteriza sol microbiome, inclusiv Pământul Microbiome Project, TerraGenome, Brazilian Microbiome Project, China Sol Microbiome Inițiativă, EcoFINDERS și MicroBlitz. Scopul final este de a prezice modul în care comunitățile microbiene vor reacționa la condițiile de mediu, cum ar fi seceta și de a gestiona aceste comunități pentru a îmbunătăți randamentele, conținutul nutrițional sau capacitatea de stocare a carbonului plantelor, de exemplu.,
microbiomul oceanelor
oceanele acoperă aproximativ 70 la sută din planetă, totuși abia începem să cunoaștem locuitorii lor microbieni și ce fac pentru noi și pentru planetă. Împreună, organismele extrem de mici sau „nanoplanctonul” care efectuează aceste servicii esențiale formează „nanobiomul.”Acești microbi minusculi sunt foarte specializați și optimizați pentru mediul lor, unde furnizează energie și blocuri chimice pentru forme de viață mai mari. De asemenea, produc jumătate din oxigenul pe care îl respirăm și reciclează aproximativ aceeași proporție de dioxid de carbon din atmosferă., De asemenea, elimină cea mai mare parte a metanului din oceanele lumii. Cercetare croaziere, cum ar fi Tara Oceane și Oceanul Global de Eșantionare Expediție au început să eșantion, succesiunea și analiza ocean microbiome, din însorit apele de suprafață, care sunt amestecate de vânt la întuneric adânc straturi relativ neperturbat. Oamenii de știință încearcă să înțeleagă modul în care microbiomul oceanului își menține echilibrul într-o astfel de gamă de condiții.
microbiomul atmosferic
chiar și atmosfera are un microbiom, deși este dificil de prelevat și studiat., Ceea ce este clar este că microbii din atmosferă sunt peste tot, variază de la un loc la altul și pot rămâne suspendați săptămâni întregi. Atmosfera transportă acești microbi, fie în mod liber, fie atașați de particule precum praful, în întreaga lume, fenomen care poate avea impact asupra agriculturii, bolilor infecțioase, sănătății umane, norilor, precipitațiilor și alimentării cu apă.
care este legătura dintre microbiomi, sănătate și boală?,
pe măsură ce cercetătorii încep să înțeleagă ce constituie un microbiom sănătos, ei învață, de asemenea, modul în care dezechilibrele din comunitățile microbiene pot provoca boli—și cum să restabilească echilibrul ca mijloc de tratament. Există asociații puternice între microbiomul intestinului uman și afecțiuni, inclusiv obezitatea, diabetul de tip 2, ciroza, artrita reumatoidă și boala inflamatorie intestinală. Cercetătorii au restaurat deja microbiomul intestinal uman „normal” folosind transplanturi fecale pentru a vindeca infecțiile recurente cu bacteria Clostridium difficile., Există încă alte asociații între microbiomul intestinal și tulburările, inclusiv anxietatea, depresia și autismul pe care cercetătorii încă le explorează. Un obiectiv major al cercetării microbiome este de a muta cercetarea microbiomului de la corelație la cauzalitate și de a descoperi mecanismele prin care microbii influențează sănătatea și boala.
care este legătura dintre microbiomi și spațiu?
Un catalog care conține reflecție semnăturile de pe Pământ forme de viață care ar putea fi găsite pe planeta suprafețe de-a lungul cosmosului. (Credit: Hegde S., chiar și oamenii de știință care caută în spațiu sunt interesați de microbiomi. Acest lucru are sens atunci când vă gândiți cât de fundamentali sunt microbii pentru viața pe Pământ. Dacă vom căuta să colonizăm o altă planetă, înțelegerea modului în care microbii ajută pământul să devină locuibil ne-ar putea permite să creăm mai multe condiții asemănătoare Pământului pe alte planete—condiții necesare pentru a susține viața umană. Cercetătorii studiază, de asemenea, dacă microorganismele ne-ar putea ajuta să recoltăm minerale esențiale din rocile marțiene sau să sintetizăm materiale pentru a construi sau înlocui echipamentele în locuri îndepărtate., Și NASA are un program pentru a studia microbiomul unui astronaut pentru a măsura impactul călătoriei spațiale asupra sănătății umane. În cele din urmă, oamenii de știință care caută planete locuibile și viață extraterestră studiază microbii pentru a-și ghida căutarea. Comunitățile microbiene din cele mai extreme medii ale Pământului îi ajută să înțeleagă condițiile necesare pentru a susține viața și ce tipuri de biosignaturi să caute pe alte planete.