Оглавление
- 1 Микробиота
- 1.1 Микробиота и её значение
- 1.2 Типы взаимоотношений микроб-хозяин
- 1.3 Приобретение и изменение микробиоты
- 1.4 Микробиота человека
- 1.5 Микробиота животных
- 1.6 Микробиота растений
- 1.7 Симбиотические отношения растений и бактерий
- 1.8 Влияние микробиоты на иммунную систему
- 1.9 Коэволюция микробиоты и организмов
- 1.10 Теория гологенома и коралловые рифы
- 1.11 Методы исследования микробиома
- 1.12 Преимущества метагеномики
- 1.13 Функциональный анализ
- 1.14 Подходы на основе РНК и белков
- 1.15 Проекты
- 1.16 Кишечная микрофлора и сахарный диабет 2 типа
- 1.17 Развитие кишечной микробиоты и антибиотики
- 1.18 Вопросы конфиденциальности
- 1.19 Полный текст статьи:
- 2 Микробиота
Микробиота
-
Микробиота и её значение
- Микробиота включает бактерии, археи, простейшие, грибы и вирусы.
- Микробиота важна для иммунологического, гормонального и метаболического гомеостаза хозяина.
- Микробиом описывает коллективные геномы микробов или самих микробов.
-
Типы взаимоотношений микроб-хозяин
- Комменсализм: микробиота колонизирует организм хозяина без вреда.
- Мутуализм: микробиота выполняет полезные для хозяина задачи.
- Паразитизм: микробиота приносит вред хозяину.
-
Приобретение и изменение микробиоты
- Микробиота формируется при рождении у животных и через семена у растений.
- Микробиота может быть изменена трансплантацией фекальной микробиоты.
-
Микробиота человека
- Включает бактерии, грибы, археи и вирусы.
- В организме человека около 100 триллионов микроорганизмов.
- Микробиом человека секвенирован, особое внимание уделено микробиоте кожи, рта, носа, пищеварительного тракта и влагалища.
-
Микробиота животных
- Земноводные имеют микробиоту на коже, некоторые виды переносят грибок.
- Новорожденные сумчатые зависят от иммунной системы матери и молока.
- Млекопитающие, такие как крупный рогатый скот, зависят от микробиома рубца.
- Мыши имеют микробиоту кишечника, связанную с аллергическими заболеваниями.
- Насекомые, такие как муравьи-листорезы, используют грибные сады для переваривания целлюлозы.
- Рыбы, такие как Nothobranchius furzeri, имеют микробиом, продлевающий продолжительность жизни.
-
Микробиота растений
- Микробиота растений образуется из семян и мигрирует в развивающийся саженец.
- Бактерии могут заселять клубни картофеля через столоны и из почвы.
- Растения являются привлекательными хозяевами для микроорганизмов, обеспечивая их питательными веществами.
-
Симбиотические отношения растений и бактерий
- Бактерии, стимулирующие рост растений (PGPB), обеспечивают растения азотфиксацией, минералами и защитой от патогенов.
- PGPBs могут конкурировать с патогенами и вызывать системную устойчивость растений.
-
Влияние микробиоты на иммунную систему
- Микробиота может влиять на иммунную систему млекопитающих, обмениваясь химическими сигналами.
- Бактерии могут передаваться от матери к ребенку и влиять на иммунную систему.
- Микробиом человека может активировать toll-подобные рецепторы и влиять на иммунную регуляцию.
-
Коэволюция микробиоты и организмов
- Организмы эволюционируют в экосистемах, изменяя микробные сообщества.
- Теория гологенома предполагает, что объектом естественного отбора является организм вместе с его микробными сообществами.
-
Теория гологенома и коралловые рифы
- Коралловые рифы содержат сложные микробные сообщества, которые могут адаптироваться к изменяющимся условиям.
- Теория гологенома объясняет быстрые изменения в адаптации через симбиотические микробные сообщества.
-
Методы исследования микробиома
- Целевое секвенирование ампликонов использует ген 16S рРНК для амплификации ДНК.
- Метагеномное секвенирование извлекает ДНК из окружающей среды для получения объективного образца.
- Новые подходы включают дробовое секвенирование и Hi-C для получения полных микробных геномов без культивирования.
-
Преимущества метагеномики
- Метагеномика позволяет прояснить функциональный потенциал ДНК сообщества.
- Целевые исследования генов выявляют только филогенетическую связь.
-
Функциональный анализ
- Сравнение восстановленных последовательностей с базами данных метагеномных аннотаций.
- Предсказание метаболических путей с помощью инструментов, таких как MG-RAST, CAMERA и IMG/M.
-
Подходы на основе РНК и белков
- Метатранскриптомные исследования для изучения экспрессии генов.
- Структурные исследования выявили некодирующие РНК.
- Метапротеомика изучает белки, экспрессируемые микробиотой.
-
Проекты
- Проект “Микробиом человека” направлен на связь микробиома с здоровьем.
- Проект “Микробиом Земли” собирает и анализирует микробное сообщество по всему миру.
-
Кишечная микрофлора и сахарный диабет 2 типа
- Кишечная микрофлора важна для здоровья хозяина.
- Изменения в микробиоте кишечника связаны с сахарным диабетом.
- Снижение выработки бутирата связано с эндотоксемией и резистентностью к инсулину.
-
Развитие кишечной микробиоты и антибиотики
- Колонизация микробиоты начинается до рождения.
- Использование антибиотиков вызывает изменения в микробиоте, особенно у детей.
- Антибиотики влияют на рост бактерий и грибов, что может привести к патогенным последствиям.
-
Вопросы конфиденциальности
- ДНК микроорганизмов может идентифицировать человека.
- Конфиденциальность может быть нарушена при анонимном пожертвовании данных ДНК микробов.