Обзорное исследование, проведенное Дженнифер Мартини, профессором экологии и эволюционной биологии Калифорнийского университета в Ирвине, появится в ноябре. 5 выпуск журнала Science. В нем представлена далеко идущая оценка микробиомов, которые могут повлиять на усилия по улучшению здоровья человека и здоровья всех экосистем Земли.
Микробиомы – это коллекции микроскопических организмов, таких как бактерии, вирусы, археи, грибы, простейшие, водоросли и планктон, которые населяют такие разнообразные экосистемы, как пищеварительный тракт человека, океан и почва.
Например, 100 триллионов микробов в кишечнике человека, которых намного больше, чем «человеческие» клетки в нашем организме, имеют решающее значение для нашего здоровья и развития.
Несколько граммов почвы или донных отложений могут содержать десятки или даже сотни тысяч видов микробов, каждый из которых взаимодействует с другими. Вместе они в значительной степени отвечают за переработку питательных веществ и углерода в почве, регулируя разложение отходов, восстановление плодородия почвы и выбросы парниковых газов.
Исследование углубляется в процессы эволюции микробов и изучает предыдущие исследования, показывающие, что микробные черты – особенно у бактерий – предсказуемо различаются в зависимости от того, как они эволюционировали по «древу жизни»."Например, некоторые черты, такие как фотосинтез, возникли давно и являются общими для больших групп генетически связанных бактерий.
Другие черты, такие как чувствительность к определенному вирусу, многократно развивались во многих небольших группах.
Мартини сказала, что анализ этих более ранних исследований, наряду с ее собственной работой по микробным сообществам почвы, предлагает способ прогнозирования того, как, например, изменения климата или диеты могут повлиять на экосистемы или пищеварительный тракт. Паттерны разнообразия микробиома среди образцов могут раскрыть больше информации, чем считалось ранее, в сочетании с историей эволюции микробных признаков.
Микробиологи могут использовать эту информацию, чтобы сузить причины различий в разнообразии микробиома среди многих образцов.
В последнее время исследования микробиома вызвали большой общественный интерес. На прошлой неделе ведущие ученые в этой области призвали к созданию крупной федеральной инициативы для лучшего понимания микробных сообществ, связанных с экосистемой и здоровьем человека.
На планете обитает огромное количество разнообразных микробных сообществ, от сообществ подводных вулканов и растительных экосистем до неисчислимого количества микробов в организме человека, которые борются с болезнями. Эти микробиомы имеют много схожих черт, и дальнейшие исследования могут раскрыть основную информацию о Земле и ее обитателях.
Мартини добавила, что ее исследование предлагает только один путь к более интегрированному пониманию микробиомов во всех средах. «Помимо новых технологий, мы остро нуждаемся в новых концептуальных моделях, которые помогут нам понять эти сложные сообщества», – сказала она. "У нас уже есть много данных о микробиомах, которые можно использовать в дальнейшем."