Vad är metagenomik?

av Yolanda Smith, B.Pharm.Översatt av Afsaneh Khetrapal, BSc

Metagenomik är studiet av mikrober i deras naturliga livsmiljö, vilket omfattar de komplexa mikrobiella samhällen som de vanligtvis existerar i. I studien undersöks den genomiska sammansättningen av en hel organism, inklusive var och en av de mikrober som finns i den. Det är ett viktigt begrepp att mikroberna och värden betraktas som ömsesidigt beroende och observeras som en gemenskap, snarare än att betraktas som separata enheter.

Mikrober på jorden

Mikrober är viktiga för allt liv på jorden eftersom de är involverade i processer i biosfären för att omvandla livets nyckelelement (t.ex. kol, kväve, syre, svavel) till biologiskt tillgängliga former. Dessa kemiska kretslopp är beroende av mikroberna för att fortsätta och upprätthålla miljöns stabilitet.

Det mänskliga livet är därför intimt förknippat med mikrobiella samhällen, som ansvarar för tillförsel av näringsämnen, metaller och vitaminer. Mikroberna är direkt involverade i jäsningsprocessen, sanering av gifter, utvinning av näringsämnen och matsmältning.

Mikrobiella samhällen och människors hälsa

Med tanke på den viktiga roll som mikroberna spelar för människors och djurs hälsa på jorden kan det komma som en överraskning att den överväldigande majoriteten av den mikrobiella populationen som finns inom människan inte har observerats och undersökts i någon större utsträckning tidigare.

Detta öppnar upp en ny spelplan för forskningen inom metagenomik. Om vi kan fördjupa vår förståelse av de mikrobiella samhällen som regelbundet interagerar med människor, t.ex. de som befinner sig i mag-tarmkanalen, kan detta kasta ljus över samspelet mellan mikrober och människors hälsa. Mikrober kan koda för metaboliska vägar som är viktiga för människans överlevnad, även om de inte finns i människans genom.

Förändringar i nivåerna av mikrober som regelbundet interagerar med människor kan vara förknippade med att orsaka vissa hälsotillstånd, t.ex. inflammatorisk tarmsjukdom (IBD), kardiovaskulära sjukdomar, eksem eller cancer.

Den typ av mikrober som är ansvariga för dessa förändringar är troligen inte den typ av mikrober som direkt orsakar sjukdom eller infektion. Istället är den mer sannolika förklaringen att mikroberna och människokroppen normalt arbetar tillsammans för att framgångsrikt smälta mat, avlägsna gifter från kroppen och förhindra att infektioner tar över kroppen. Om det sker en förändring i funktionen hos den mikrob som är så nära involverad i människans hälsa, kan detta översättas till presentationen av ett hälsotillstånd hos den drabbade människan.

Metagenomik och forskningstekniker

Fältet metagenomik är relativt nytt eftersom mikrober traditionellt sett har studerats i en laboratoriebaserad miljö, snarare än inom värden som en kombinerad enhet. Därför är den nuvarande kunskapen om mikrober i deras naturliga livsmiljö knapphändig.

Metagenomik syftar till att göra framsteg inom miljö- och klinisk mikrobiologi, trots betydande hinder som svårigheten att göra en odling och mikrobernas genomiska mångfald. Förhoppningen är att en ökad förståelse av mikrobernas natur i miljön skulle kunna ha en betydande inverkan på andra vetenskaper och forskningsområden, t.ex. medicin, biologi, bioteknik och ekologi.

I detta tidiga skede av metagenomiken är forskningen främst inriktad på icke-eukaryotiska mikrober, även om studien med tiden förväntas omfatta alla områden inom biologin.

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/

Fortsatt läsning

• Allt innehåll om genomik
• Vad är genomik?
• Nästa generations sekvensering: Hur viktig är intronisk variation?

Skrivet av

Yolanda Smith

Yolanda tog en kandidatexamen i farmaci vid University of South Australia och har erfarenhet av arbete i både Australien och Italien. Hon brinner för hur medicin, kost och livsstil påverkar vår hälsa och tycker om att hjälpa människor att förstå detta. På sin fritid älskar hon att utforska världen och lära sig om nya kulturer och språk.

Citat

.