Microbiomen en nematoden: hoe de omgeving het leven beïnvloedt!

Microbiomen en nematoden: hoe de omgeving het leven beïnvloedt!

Het microbioom, bestaande uit bacteriën, virussen en schimmels, heeft verstrekkende gevolgen voor de gezondheid van meercellige organismen. Het speelt een essentiële rol bij het gebruik van voedsel en beschermt tegen ziekteverwekkers. De verstoring van dit microbiële ecosysteem is in verband gebracht met talrijke ziekten. Een huidige studie door het Kiel Collaborative Research Center (SFB) 1182 aan de Christian Albrechts Universiteit in Kiel onderzoekt de complexe interacties tussen gastheerorganismen en hun microbiomen. Luidruchtig Universiteit van Kiel De studie laat zien hoe het microbioom van een organisme en zijn microbiële omgeving wederzijdse invloeden hebben.

De focus van het onderzoek ligt op de nematode van het geslachtCaenorhabditis, vooral het veelgebruikte modelorganismeC. elegans. Deze organismen bieden waardevolle inzichten in biologische processen omdat ze geen uniforme microbioomsamenstelling hebben, maar zeer individueel zijn en afhankelijk van hun omgeving.

Studieresultaten en methodologie

De studie overC. elegansanalyseerde een composthoop die gedurende twee jaar werd geobserveerd om de microbiomen van de wormen en appels te vergelijken. Het bleek dat het microbioom van de nematode in belangrijke mate wordt beïnvloed door het substraat waarop hij leeft. Microbiomen van wormen afkomstig van een bepaalde appel verschillen aanzienlijk van die van andere substraten. Dit suggereert dat er geen vast “kernmicrobioom” voor bestaatC. elegansomdat de samenstelling sterk varieert, zelfs tussen wormen van dezelfde appel.

Een ander interessant aspect van het onderzoek is het effect van ‘verspreidingsbeperking’. Hierin staat dat het microbioom van de worm sterk afhankelijk is van zijn directe omgeving. Uit metaboloomanalyses bleek dat de nematoden ook de microbiële samenstelling en metabolische processen van de appels kunnen beïnvloeden. Er wordt zelfs gespeculeerd dat de aanwezigheid vanC. elegansóf de stofwisselingsprocessen van de appels zijn veranderd óf de wormen geven de voorkeur aan rijpere appels.

De relevantie vanC. elegans

C. eleganswerd meer dan 50 jaar geleden door Sydney Brenner ontwikkeld als genetisch model en is sindsdien een onmisbaar hulpmiddel geworden in de ontwikkelings- en neurobiologie. Met een kleine omvang van slechts 0,25 mm in het larvenstadium en een snelle levenscyclus van drie dagen van ei tot volwassen worm, wordt er intensief onderzoek naar gedaan in meer dan 1.000 laboratoria wereldwijd. Jaarlijks worden er meer dan 1.200 onderzoeksartikelen gepubliceerd, die verschillende aspecten van de biologie bestrijken, van eukaryotische celfuncties tot interacties tussen mens en organisme, zoals NCBI toont.

De genetische manipulatiesC. eleganszijn bijzonder effectief vanwege het goed geannoteerde genoom en het vermogen om zowel voorwaartse als omgekeerde genetica toe te passen. Dit maakt gedetailleerde studies op organismisch en cellulair niveau mogelijk.C. elegansis het eerste meercellige organisme waarvan de sequentie van het genoom is bepaald, wat de relevantie ervan voor menselijk medisch onderzoek onderstreept.

De nauwe verbinding tussen het microbioom vanC. elegansen zijn omgeving openen nieuwe perspectieven voor onderzoek naar de effecten van microbiële gemeenschappen op de gastheer. Toekomstige studies zullen zich waarschijnlijk richten op genoombewerking en de rol van regulerende RNA's. Deze ontwikkelingen kunnen leiden tot nieuwe inzichten in de biologische functies en de gezondheid op lange termijn van gastheerorganismen, terwijl de synergie tussen microbiomen en gastheerorganismen verder wordt onderzocht.