Μικροβιώματα και νηματώδεις: Πώς το περιβάλλον επηρεάζει τη ζωή!

Μικροβιώματα και νηματώδεις: Πώς το περιβάλλον επηρεάζει τη ζωή!

Το μικροβίωμα, που αποτελείται από βακτήρια, ιούς και μύκητες, έχει εκτεταμένες επιπτώσεις στην υγεία των πολυκύτταρων οργανισμών. Παίζει ουσιαστικό ρόλο στη χρήση της τροφής και προστατεύει από παθογόνα. Η διαταραχή αυτού του μικροβιακού οικοσυστήματος έχει συνδεθεί με πολλές ασθένειες. Μια τρέχουσα μελέτη από το Kiel Collaborative Research Center (SFB) 1182 στο Πανεπιστήμιο Christian Albrechts στο Κίελο διερευνά τις πολύπλοκες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των οργανισμών-ξενιστών και των μικροβιωμάτων τους. Μεγαλόφωνος Πανεπιστήμιο του Κιέλου Η μελέτη δείχνει πώς το μικροβίωμα ενός οργανισμού και το μικροβιακό του περιβάλλον έχουν αμοιβαίες επιρροές.

Το επίκεντρο της έρευνας είναι ο νηματώδης του γένουςΚαινοραβδίτιδα, ιδιαίτερα του συνήθως χρησιμοποιούμενου μοντέλου οργανισμούC. elegans. Αυτοί οι οργανισμοί παρέχουν πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τις βιολογικές διεργασίες επειδή δεν έχουν ομοιόμορφη σύνθεση μικροβιώματος, αλλά είναι εξαιρετικά ατομικοί και εξαρτώνται από το περιβάλλον τους.

Αποτελέσματα μελέτης και μεθοδολογία

Η μελέτη γιαC. elegansανέλυσε ένα σωρό κομποστοποίησης που παρατηρήθηκε σε διάστημα δύο ετών για να συγκρίνει τα μικροβιώματα των σκουληκιών και των μήλων. Αποδείχθηκε ότι το μικροβίωμα του νηματώδους επηρεάζεται σημαντικά από το υπόστρωμα στο οποίο ζει. Τα μικροβιώματα των σκουληκιών που προέρχονται από ένα συγκεκριμένο μήλο διαφέρουν σημαντικά από αυτά άλλων υποστρωμάτων. Αυτό υποδηλώνει ότι δεν υπάρχει σταθερό «πυρηνικό μικροβίωμα» γιαC. elegansγιατί η σύνθεση ποικίλλει πολύ ακόμα και μεταξύ σκουληκιών από το ίδιο μήλο.

Μια άλλη ενδιαφέρουσα πτυχή της μελέτης είναι η επίδραση του «περιορισμού διασποράς». Αυτό δηλώνει ότι το μικροβίωμα του σκουληκιού εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το άμεσο περιβάλλον του. Οι αναλύσεις του μεταβολισμού έδειξαν ότι τα νηματώδη μπορούν επίσης να επηρεάσουν τη μικροβιακή σύνθεση και τις μεταβολικές διεργασίες των μήλων. Εικάζεται μάλιστα ότι η παρουσία τουC. elegansείτε άλλαξαν οι μεταβολικές διεργασίες των μήλων είτε ότι τα σκουλήκια προτιμούν πιο ώριμα μήλα.

Η συνάφεια τωνC. elegans

C. elegansαναπτύχθηκε πριν από περισσότερα από 50 χρόνια από τον Sydney Brenner ως γενετικό μοντέλο και έκτοτε έχει γίνει ένα απαραίτητο εργαλείο στην αναπτυξιακή και νευροβιολογία. Με μικρό μέγεθος μόλις 0,25 mm στο στάδιο της προνύμφης και γρήγορο κύκλο ζωής τριών ημερών από το αυγό έως το ενήλικο σκουλήκι, ερευνάται εντατικά σε περισσότερα από 1.000 εργαστήρια παγκοσμίως. Πάνω από 1.200 ερευνητικά άρθρα δημοσιεύονται ετησίως, καλύπτοντας διάφορες πτυχές της βιολογίας, από τις λειτουργίες των ευκαρυωτικών κυττάρων έως τις αλληλεπιδράσεις ανθρώπου-οργανισμού, όπως π.χ. NCBI δείχνει.

Οι γενετικοί χειρισμοίC. elegansείναι ιδιαίτερα αποτελεσματικά λόγω του καλά σχολιασμένου γονιδιώματός του και της ικανότητας εφαρμογής τόσο της μπροστινής όσο και της αντίστροφης γενετικής. Αυτό επιτρέπει λεπτομερείς μελέτες σε οργανικό και κυτταρικό επίπεδο.C. elegansείναι ο πρώτος πολυκύτταρος οργανισμός στον οποίο έγινε η αλληλουχία του γονιδιώματός του, υπογραμμίζοντας τη σημασία του για την ανθρώπινη ιατρική έρευνα.

Η στενή σύνδεση μεταξύ του μικροβιώματος τουC. elegansκαι το περιβάλλον του ανοίγει νέες προοπτικές για έρευνα σχετικά με τις επιπτώσεις των μικροβιακών κοινοτήτων στον ξενιστή. Οι μελλοντικές μελέτες πιθανότατα θα επικεντρωθούν στην επεξεργασία του γονιδιώματος και στο ρόλο των ρυθμιστικών RNA. Αυτές οι εξελίξεις θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε νέες γνώσεις για τις βιολογικές λειτουργίες και τη μακροπρόθεσμη υγεία των οργανισμών ξενιστών, ενώ θα διερευνηθεί περαιτέρω η συνέργεια μεταξύ μικροβιωμάτων και οργανισμών ξενιστών.