Mi az a metagenomika?

By Yolanda Smith, B.Pharm.Reviewed by Afsaneh Khetrapal, BSc

A metagenomika a mikrobák tanulmányozása természetes élő környezetükben, ami magában foglalja azokat az összetett mikrobiális közösségeket, amelyekben általában léteznek. A tanulmány egy teljes szervezet genomikai összetételét vizsgálja, beleértve a benne létező minden egyes mikrobát. Fontos fogalom, hogy a mikrobákat és a gazdaszervezetet egymástól függőnek kell tekinteni, és közösségként kell megfigyelni, nem pedig különálló entitásoknak tekinteni.

A Föld mikrobái

A mikrobák nélkülözhetetlenek minden földi élet számára, mivel részt vesznek a bioszférában zajló folyamatokban, amelyek az élet kulcsfontosságú elemeit (pl. szén, nitrogén, oxigén, kén) biológiailag hozzáférhető formákká alakítják. Ezek a kémiai ciklusok a mikrobáktól függenek, hogy folytatódjanak és fenntartsák a környezet stabilitását.

Az emberi élet ezért szorosan kapcsolódik a mikrobiális közösségekhez, amelyek a tápanyagok, fémek és vitaminok ellátásáért felelősek. A mikrobák közvetlenül részt vesznek az erjedés, a toxinok helyreállítása, a tápanyagkivonás és az élelmiszer-emésztés folyamatában.

Mikrobiális közösségek és az emberi egészség

A mikrobáknak az emberek és a földi állatok egészségében betöltött alapvető szerepe miatt meglepő lehet, hogy az emberben élő mikrobiális populáció túlnyomó többségét eddig nem figyelték meg és nem kutatták jelentős mértékben.

Ez új játékteret nyit a kutatás előtt a metagenomika területén. Ha képesek leszünk elmélyíteni az emberrel rendszeres kölcsönhatásban lévő mikrobiális közösségek – például a gyomor-bél traktusban élők – megértését, az fényt deríthet a mikrobák és az emberi egészség közötti kölcsönhatásra. A mikrobák olyan anyagcsere-útvonalakat kódolhatnak, amelyek nélkülözhetetlenek az emberi élet túléléséhez, még ha nem is léteznek az ember genomjában.

Az emberrel rendszeresen kölcsönhatásban lévő mikrobák szintjének változása összefüggésbe hozható bizonyos egészségügyi állapotok, például gyulladásos bélbetegségek (IBD), szív- és érrendszeri betegségek, ekcéma vagy rák kialakulásával.

Az ezekért a változásokért felelős mikrobák valószínűleg nem azok a mikrobák, amelyek közvetlenül betegséget vagy fertőzést okoznak. Ehelyett a valószínűbb magyarázat az, hogy a mikrobák és az emberi szervezet rendszerint együttműködnek, hogy sikeresen emésszék meg a táplálékot, távolítsák el a méreganyagokat a szervezetből, és megakadályozzák, hogy a fertőzés átvegye az uralmat a szervezetben. Ha az emberi egészséghez oly szorosan kapcsolódó mikrobák működésében változás következik be, az az érintett embernél egészségügyi állapot megjelenéséhez vezethet.

Metagenomika és kutatási technikák

A metagenomika területe viszonylag új, mivel a mikrobákat hagyományosan laboratóriumi körülmények között tanulmányozták, nem pedig a gazdaszervezetben, mint együttes egységben. Ezért a természetes élőhelyükön élő mikrobák jelenlegi ismeretei hiányosak.

A metagenomika célja, hogy előrelépést érjen el a környezeti és klinikai mikrobiológiában, az olyan jelentős akadályok ellenére, mint a tenyészet készítésének nehézsége és a mikrobák genomikai sokfélesége. Azt remélik, hogy a környezetben élő mikrobák természetének jobb megértése jelentős hatással lehet más tudományokra és kutatási területekre, például az orvostudományra, a biológiára, a biotechnológiára és az ökológiára.

A metagenomika jelenlegi korai szakaszában a kutatás elsősorban a nem eukarióta mikrobákra összpontosít, bár várhatóan a vizsgálat idővel a biológia minden területére kiterjed majd.

1. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK54011/
2. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3351745/
3. http://www.ucc.ie/apc/content/pdf/Meta-genomics.pdf
4. http://www.igs.umaryland.edu/research/metagenomics/

További olvasmányok

• Minden genomikai tartalom
• Mi a genomika?
• Next Generation Sequencing:
• Genomelemzés
• How Important is Intronic Variation?

Written by

Yolanda Smith

Yolanda a Dél-Ausztráliai Egyetemen szerzett gyógyszerészi diplomát, és Ausztráliában és Olaszországban is dolgozik. Szenvedélye, hogy a gyógyszer, az étrend és az életmód hogyan befolyásolja az egészségünket, és szívesen segít az embereknek ennek megértésében. Szabadidejében szívesen fedezi fel a világot, és szeret új kultúrákat és nyelveket megismerni.

Hivatkozások