Skrytý mikrobiom posiluje zvířata, rostliny také – Zdroj

Skrytý mikrobiom posiluje zvířata, rostliny také - Zdroj

Mikrobiom je sbírka mikrobů, které kolonizují stanoviště, lidské tělo nebo jiné. Díky průkopnickému výzkumu mikrobiomů na lékařské fakultě Washingtonské univerzity v St. Louis nyní lidé na celém světě mnohem více chápou zásadní roli střevních mikrobů v lidském zdraví a nemocech.

Zvířata a rostliny také spoléhají na tisíce různých mikrobů, které je pomáhají udržet naživu. Ačkoli se o těchto asociacích ví méně, nová generace vědců zkoumá vztahy mezi skrytou armádou mikrobů a tvory, které podporují a posilují. Na tyto mikroby rozmanitých ekosystémů (mDivE-STL) se zaměřuje říjen. 3 výzkumné sympozium pořádané organizací Living Earth Collaborative.

V několika výzkumných institucích v St. Louis vědci studují lidské i nelidské mikrobiomy. Toto sympozium bylo zorganizováno s cílem pomoci podpořit komunitu výzkumníků studujících různé mikrobiální systémy a zároveň těžit z velké místní síly v oblasti lidských mikrobiomů.

Návštěvníci si zblízka prohlédnou „Parkey“, želvu označenou a sledovanou v rámci projektu St. Louis Box Turtle Project. S podporou Living Earth Collaborative výzkumníci rozšířili projekt o charakterizaci nativních mikrobiomů želv trojprstých. (Foto: Sid Hastings/Washington University)

Vezměme si například výzkumníky studující černé vřešťany (Alouatta pigra) v Severní a Střední Americe. Tyto velké, charismatické opice jsou známé tím, že v tropických lesích Mexika, Guatemaly a Belize vydávají jedno z nejhlasitějších volání.

Býložravci žijící na stromech, černé vřešťany konzumují hlavně listy stromů a vinné révy, květiny a plody. Protože jim chybí enzymy schopné trávit celulózu – sacharid, který tvoří buněčnou stěnu listů – opice černé spoléhají na fermentaci spouštěnou jejich střevní mikroflórou, aby z těchto potravin získaly potřebnou energii.

Podle výzkumu vědců z Washingtonské univerzity může být celý tento proces mnohem dynamičtější, než si dříve mysleli. Začínají se objevovat důkazy, že střevní mikrobiální změny související se stravou tlumí energii a dostupnost živin pro zvířata, jako jsou černé vřešťany.

Mallott

Elizabeth Mallott, odborná asistentka biologie v Arts & Sciences, používá metabolomiku ke zkoumání toho, jak mikrobiální metabolismus reaguje na změny v tom, co a kolik jejich hostitelé jedí. Nedávno provedla studii s populací divokých černých vřešťanů, které každoročně zažívají tři různá období, která ovlivňují jejich stravu: vlhké období, kde dominuje ovoce; období sucha s převahou listů; a suché období s převahou ovoce.

“Můžeme vidět, že když opice jedí více určité živiny, střevní mikrobi tuto živinu více metabolizují,” řekl Mallott, první autor výzkumu publikovaného v Molecular Ecology. “Ale kromě toho bylo vzrušující, že jsme se mohli podívat na interakce mezi mikroby a metabolity v různých ročních obdobích, včetně období, kdy byly opice nutričně nebo energeticky omezeny potravou, která byla dostupná v jejich prostředí.”

Mikrobi mají tendenci se kompenzovat během hubení, zjistil Mallott a upřednostňují funkce, které poskytují hostiteli více živin. Ale tento systém se rozpadá, když je dostupnost potravin skutečně omezená.

“Pak se zdá, že se mikroby pletou.” Jen se snaží jeden druhému ukrást co nejvíce živin,“ řekl Mallott, který se také zabývá tím, jak změny prostředí ovlivňují střevní mikrobiom u lidí.

Mikrobi by mohli prospět ochraně druhů

Studium mikrobiomů populací zvířat, kterým se daří ve volné přírodě, je důležité, protože může výzkumníkům poskytnout kandidátské mikroby a mikrobiální konsorcia, která by mohla být použita ke zlepšení odolnosti vůči chorobám, absorpce živin a nakonec i zdatnosti ohrožených druhů nebo zvířat, která žijí v degradovaných stanovištích.

To platí pro savce, včetně černých vřešťanů, ale také pro plazy, jako jsou původní želvy v Missouri – včetně těch, které v Saint Louis Zoo Institute for Conservation Medicine studoval od roku 2012 na dvou místech v oblasti St. projekt St Louis Box Turtle Project.

Divoká želva v Tysonově výzkumném středisku, environmentální terénní stanice Washingtonské univerzity. S podporou organizace Living Earth Collaborative výzkumníci rozšířili projekt St. Louis Box Turtle Project, aby charakterizoval nativní mikrobiomy želv trojprstých. (Foto: Thomas Malkowicz/Washington University)

S podporou Living Earth Collaborative vědci rozšiřují toto úsilí tak, aby zahrnovalo charakterizaci mikrobiomů želv trojprstých a zkoumali, jak se liší v rámci populací a mezi nimi. Vědci z laboratoře Fangqiong Linga, odborného asistenta energetického, environmentálního a chemického inženýrství na McKelvey School of Engineering, spolupracují na tomto projektu želvy s cílem integrovat mikroorganismy do sady nástrojů pro ochranu přírody.

“Obecně jsou mikrobiomy divoké zvěře – bakterie, archaea, protistové a viry, které se nacházejí uvnitř a na těle – nedostatečně prozkoumaným aspektem ochrany biologické rozmanitosti,” řekla Sharon L. Deem, ředitelka Institutu pro konzervační medicínu a Saint. Louis Zoo WildCare Institute Centrum pro ochranu Chelonian.

Deem a Mallott mají oba promluvit na říjen. 3 výzkumné sympozium, které zorganizovali Ling, Gautam Dantas, profesor patologie a imunologie na lékařské fakultě, a Jonathan Losos, významný univerzitní profesor biologie v umění a vědách William H. Danforth a ředitel organizace Living Earth Collaborative .

Přibližně polovina výzkumu mikrobiomu, který bude prezentován, se týká zvířat, rostlin a životního prostředí, zatímco zbytek se více vztahuje k lidskému zdraví.

„Nemůžete skutečně pochopit lidský mikrobiom a jeho zajímavou dynamiku, pokud jej neuvažujete v kontextu životního prostředí,“ řekl Dantas, který popisuje výzkum mikrobiomu ve své laboratoři tak, že je z 90 % zaměřen na lidi a 10 % v jiných stanovištích, včetně rostlin, půdy a zastavěného prostředí. „I když se soustředíte čistě na mikroby v lidech, nebudete schopni vysvětlit důležitou dynamiku mikrobů tohoto ekosystému, pokud nerozumíte interakcím mikrobů v těle a na těle a kde ti mikrobi pocházejí z.”

Leave a Reply

Your email address will not be published.