Ce este metagenomica?

De Yolanda Smith, B.Pharm.Revizuit de Afsaneh Khetrapal, BSc

Metagenomica este studiul microbilor în mediul lor natural de viață, care implică comunitățile microbiene complexe în care aceștia există de obicei. Studiul examinează compoziția genomică a unui întreg organism, inclusiv a fiecăruia dintre microbii care există în cadrul acestuia. Este un concept important ca microbii și gazda să fie considerați interdependenți și observați ca o comunitate, mai degrabă decât să fie considerați ca entități separate.

Microbii de pe Pământ

Microbii sunt esențiali pentru toată viața de pe Pământ, deoarece sunt implicați în procesele din biosferă pentru a transforma elementele cheie ale vieții (de exemplu, carbon, azot, oxigen, sulf) în forme accesibile din punct de vedere biologic. Aceste cicluri chimice depind de microbi pentru a continua și a menține stabilitatea mediului.

Viața umană este, prin urmare, strâns legată de comunitățile microbiene, care sunt responsabile de furnizarea de nutrienți, metale și vitamine. Microbii sunt direct implicați în procesul de fermentare, de remediere a toxinelor, de extracție a nutrienților și de digestie a alimentelor.

Comunitățile microbiene și sănătatea umană

Datorită rolului esențial pe care microbii îl joacă în sănătatea oamenilor și a animalelor de pe Pământ, poate fi o surpriză faptul că majoritatea covârșitoare a populației microbiene care locuiește în interiorul oamenilor nu a fost observată și cercetată în mod semnificativ în trecut.

Aceasta deschide un nou teren de joc pentru cercetarea în domeniul metagenomicii. Dacă reușim să ne aprofundăm înțelegerea comunităților microbiene care interacționează în mod regulat cu oamenii, cum ar fi cele care locuiesc în interiorul tractului gastrointestinal, acest lucru ar putea face lumină în ceea ce privește interacțiunea dintre microbi și sănătatea umană. Este posibil ca microbii să codifice căi metabolice care sunt esențiale pentru supraviețuirea vieții umane, chiar dacă acestea nu există în genomul oamenilor.

Schimbările nivelurilor microbilor care interacționează în mod regulat cu oamenii pot fi asociate cu provocarea unor afecțiuni de sănătate, cum ar fi boala inflamatorie intestinală (IBD), bolile cardiovasculare, eczema sau cancerul.

Microbii responsabili pentru aceste schimbări nu sunt probabil să fie tipul de microbi care provoacă direct boli sau infecții. În schimb, explicația cea mai probabilă este că microbii și corpul uman lucrează în mod obișnuit împreună pentru a digera cu succes alimentele, a elimina toxinele din organism și a împiedica infecția să pună stăpânire pe corp. Dacă există o modificare a funcției microbului care este atât de strâns implicat în sănătatea umană, acest lucru se poate traduce prin prezentarea unei afecțiuni la omul afectat.

Metagenomica și tehnicile de cercetare

Domeniul metagenomicii este relativ nou, deoarece microbii au fost în mod tradițional studiați într-un cadru de laborator, mai degrabă decât în interiorul gazdei ca entitate combinată. Prin urmare, cunoștințele actuale despre microbi în habitatul lor natural sunt puține.

Metagenomica își propune să facă progrese în microbiologia de mediu și clinică, în ciuda unor bariere semnificative, cum ar fi dificultatea de a realiza o cultură și diversitatea genomică a microbilor. Se speră că o mai bună înțelegere a naturii microbilor din mediul înconjurător ar putea avea un impact semnificativ asupra altor științe și domenii de cercetare, cum ar fi medicina, biologia, biotehnologia și ecologia.

În acest stadiu incipient al metagenomicii, cercetarea se concentrează în primul rând asupra microbilor non-eucarioți, deși se așteaptă ca, în timp, studiul să cuprindă toate domeniile biologiei.

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/

Lecturi suplimentare

• Toate conținuturile de genomică
• Ce este genomica?
• Ce este genomica?
• Secvențierea de generație următoare: Noțiuni de bază
• Analiza genomului
• Cât de importantă este variația intronică?

Scris de

Yolanda Smith

Yolanda a absolvit o licență în farmacie la University of South Australia și are experiență de lucru atât în Australia, cât și în Italia. Este pasionată de modul în care medicina, dieta și stilul de viață ne afectează sănătatea și îi place să îi ajute pe oameni să înțeleagă acest lucru. În timpul liber îi place să exploreze lumea și să învețe despre noi culturi și limbi străine.

Citate

.