Комнатные растения могут помочь разнообразить ваш микробиом - Онлайн газета "Новости Москвы и области"

Микробы повсюду. В вашем теле, в ваших простынях, в воздухе и даже в вашей еде.

Долгое время идея о микробах и бактериях считалась плохой вещью — потенциально вредной для растений, животных и нас. Однако благодаря исследователям, изучающим концепцию микробиомов , роль бактерий пересматривается и постоянно модифицируется. Если Вас интересует есть ли у растений микробиом, а также другие интересные новости и рубрики, то переходите на сайт android-robot.com

Микробиом можно определить как сумму микробов и их геномных элементов в определенной среде.

Текущие исследования микробиома — увлекательная быстрорастущая дисциплина, сильно поддерживаемая экологическими и геномными перспективами.

Эта научная поддержка расскажет нам больше об этих крошечных микробах, о том, как они влияют на разные организмы, как они влияют на наше здоровье, а также о том, какие хорошие и плохие парни вызывают эти эффекты.

Все больше и больше исследователей изучают, как внедрение определенных организмов в окружающую среду человека влияет на наш собственный микробиом. Увеличивает ли это разнообразие? Является ли это введение положительным или отрицательным?

В этой статье мы рассмотрим именно это, но с особым вниманием к обмену микробиомами между растениями и людьми.

Ключевые термины в исследованиях микробиома

Прежде чем углубляться в статью, мы хотели представить некоторые ключевые термины для определения.

Метагеном:

Метагеномом являются все гены и геномы микробиоты, включая плазмиды.

Микробиом:

Микробиом включает в себя связь между микробиотой, генетикой и окружающей средой. В этой статье мы взяли определение микробиома как суммы микробов и их геномных элементов в определенной среде.

Микробиота:

Микробиота – это совокупность живых микроорганизмов, присутствующих в данной среде. Ключевое различие между микробиотой и микробиомом заключается в том, что только живые организмы считаются частью микробиоты . Поэтому фаги, вирусы, плазмиды, прионы, вироиды и свободная ДНК обычно не считаются принадлежащими к микробиоте.

Микробные консорциумы:

Группа микробов. Это могут быть бактерии, грибки и дрожжи.

Синком:

Искусственно созданный микробный консорциум.

 

В этом смысле также нет четкого консенсуса относительно того, следует ли включать внеклеточную ДНК, полученную из мертвых клеток (называемую «реликтовой ДНК»), в микробиом.

Почему важен вопрос о его включении? Содержание реликтовой ДНК в образце не является незначительным. В некоторых образцах почвы он может составлять от 40% до 80% секвенированной ДНК.

Несмотря ни на что, установлено, что реликтовая ДНК оказывает минимальное влияние на оценку таксономического и филогенетического разнообразия, поэтому существенно не мешает микробиологическому анализу.

Растительный микробиом

В отличие от многих других научных областей, в которых приоритет отдается темам, связанным с человеком, в исследованиях микробиома растениям уделяется пристальное внимание.

Исследования микробиома растений направлены на выявление функционального и структурного разнообразия микробных сообществ, связанных с растением-хозяином в конкретной среде обитания.

Сообщалось, что микробное разнообразие растений зависит не только от видов-хозяев, но и от давления отбора, то есть внешних факторов, влияющих на способность организма выживать в конкретной среде.

Это также зависит от стадии развития и условий окружающей среды. Например, pH, соленость, структура почвы, климат, наличие патогенов и действия человека могут оказывать влияние.

Микробы могут оказывать вредное или благотворное влияние на растения.

Вредные эффекты

  • Симптомы болезни за счет продукции фитотоксических соединений, белков и фитогормонов.
  • Патогены растений, такие как Pseudomonas syringae , продуцируют фазолотоксин, поражающий широкий круг хозяев, включая помидоры, табак и оливки.
  • Производство гормонов
  • Снижение стресса за счет ингибирования этилена путем растворения фосфатов, фиксации азота и образования индолуксусной кислоты.
  • Механизмы, участвующие в улучшении усвоения питательных веществ, росте и стрессоустойчивости.

Благоприятные эффекты

Более глубокое понимание микробиома растений в настоящее время изучается для улучшения сельского хозяйства.

Например, в настоящее время исследователи используют смесь различных видов микробов (микробные консорциумы) в практике управления размножением для разработки полезных микроорганизмов, оптимизированных для растений. Другим термином для этих смесей является синтетическое микробное сообщество.

В одном исследовании оценивали рис в присутствии органического азота. В сравнительном исследовании оценивались показатели роста на основе количества участников в предоставленном синтетическом сообществе.

Исследователи обнаружили, что добавление консорциума из 16 членов, связанных с рисовым растением, существенно удлинило рост побегов и корней рисовых растений по сравнению с синтетическим сообществом из 3 членов.

Важный вывод из этого и других подобных исследований заключается в том, что более высокое микробное разнообразие приводит к улучшению иммунной системы растений и повышению урожайности.

Напротив, потеря микробного разнообразия, связанная с одомашниванием, ослабляет защитные системы растения или приводит к нежелательным признакам.

Секвенирование следующего поколения также позволило лучше понять микробиом растений. Секвенирование следующего поколения позволило исследователям полностью идентифицировать компоненты микробиома, что затем привело к созданию более оптимизированных синтетических сообществ.

Однако существует множество микроорганизмов, которые невозможно культивировать в лабораторных условиях (с использованием методов культивирования in vitro ), поэтому из-за этого ограничения нельзя создать некоторые желаемые микробные консорциумы.

Микробиом человека

Область человеческого микробиома перешла от каталогизации микробного разнообразия к расшифровке микробных молекулярных механизмов, влияющих на здоровье человека.

Известно, что микробы управляют инфекционными заболеваниями, но исследования микробиома человека также показывают нам, что некоторые распространенные состояния здоровья, такие как неврологические расстройства и даже рак, связаны с дистрессом микробиома.

Было подсчитано, что в организме человека существует 500–1000 видов бактерий. Только кишечный микробиом содержит наибольшее количество и отличается наибольшим разнообразием.

Желудочно-кишечный тракт (кишка) является одной из наиболее хорошо изученных микробных систем человека. Состав микробиома у каждого уникален, и различия между людьми можно сравнить с типичными биохимическими различиями внутри человека с течением времени.

Микробиомы очень рано внедряются в окружающую среду. Исследования показали, что у плодов мышей есть свои собственные микробные сообщества, а у младенцев человека бактерии можно обнаружить уже через четыре дня после рождения .

Микробный состав кишечника младенцев очень важен для младенцев. Дисфункция может привести к более высокому риску развития хронических заболеваний в будущем, таких как астма в детстве.

В других исследованиях сообщается, что повышенная концентрация N-оксида триметиламина (ТМАО), связанная с атеросклерозом, зависит от метаболизма кишечных бактерий (в частности, фосфатилхолина). Последнее исследование предоставляет доказательства того, что микробы кишечника, на которые влияет диета, влияют на сердечно-сосудистые заболевания.

Факторы, влияющие на микробиом человека, включают местоположение (кишечник, кожа и т. д.), диету, использование антибиотиков и образ жизни.

Интересно, что образ жизни — это не тот образ жизни, о котором мы часто думаем. Помимо деятельности, образ жизни может включать в себя вашу домашнюю среду и домашних животных внутри, что в конечном итоге влияет на микробный состав и разнообразие.

Разрабатываются новые клинические вмешательства, основанные на микробиоме человека. Эти методы лечения известны как ребиоз , что означает восстановление здорового микробиома после дисбактериоза.

Ребиоз вызвал революцию в персонализированной медицине, в которой точное лечение приводит к положительному результату для отдельных пациентов.

Одним из наиболее распространенных применений ребиоза является фекальная трансплантация . Звучит так, что микробы, живущие в стуле здорового человека, могут восстанавливать подорванное здоровье другого человека.

Например, фекальные трансплантаты используются для лечения инфекций Clostridium difficile .

После трансплантации заживление быстрое и заметное. Одна из главных причин, по которой мы можем приписать заживление трансплантату, заключается в том, что впоследствии микробиота внутри пациента соответствует микробиоте здорового донора.

Благодаря успеху фекальной трансплантации она становится более стандартной альтернативой антибиотикотерапии инфекций, вызванных.

 

Общие черты микробиомов растений и человека

Интересные выводы, полученные в результате исследования взаимосвязи между микробиомами растений и человека, показывают, что ризосферы и кишечник млекопитающих имеют одни и те же четыре доминирующих бактериальных типа.

 

Для уточнения, ризосфера — это участок почвы вокруг корня растения, на который регулярно воздействуют ризоотложения (корневые экссудаты или вещества, выделяемые растениями).

Четыре доминирующих типа бактерий — это Firmicutes, Bacteroidetes, Proteobacteria и Actinobacteria.

Хотя млекопитающие и растения имеют эти четыре общие черты, их относительная распространенность различается.

Некоторые микробные дисбалансы также имеют сходные закономерности как у животных, так и у растений.

Например, изменения в соотношении Firmicutes и Bacteroidetes в кишечнике млекопитающих влияют на способность к сбору энергии и приводят к ожирению.

В случае ризосферы обилие Proteobacteria и Actinobacteria коррелирует с защитой от грибковых патогенов.

Взаимодействие растительно-человеческого микробиома

Диета

Здоровые микробиомы приводят к более высокому микробному разнообразию растений и людей и, следовательно, к лучшим сельскохозяйственным показателям и здоровью.

Когда люди едят свежие растения (фрукты, корнеплоды, салат, бобы и т. д.), микробы переносятся из тканей растений и закрепляются в желудочно-кишечном тракте человека.

Интересно, что этот перенос оказался настолько заметным, что существует иерархия типов первичных потребителей и бактериального разнообразия. Более высокое бактериальное разнообразие обнаруживается у травоядных, затем у всеядных и, наконец, у плотоядных.

 

Следовательно, люди, потребляющие больше растительных продуктов, а не мяса или обработанных пищевых продуктов, вероятно, будут иметь более высокое микробное разнообразие и, следовательно, потенциально лучшее здоровье.

More from my site

Top