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Premiers stocks de diversité microbienne dans les océans du monde

Cette semaine de publication de point de repère d'un « plan » du renivellement bactérien des êtres humains en bonne santé a les fonds profonds dans une place inattendue : l'océan.

Des communautés microbiennes sur lesquelles vivez et au corps humain, connu collectivement comme microbiome, sont pensées pour avoir un rôle critique dans la santé des personnes et la maladie. Il y a cinq ans, les instituts de la santé nationaux ont lancé le projet ambitieux de Microbiome d'être humain (HMP) pour définir les limites de variation bactérienne trouvées dans 242 êtres humains sains.

« Afin de comprendre ce que malade est, il est utile de définir le microbiome sain d'abord, » dit le scientifique Susan M. Huse, auteur important de MBL d'un des états de HMP publiés cette semaine.

Les scientifiques du projet 200 de 80 institutions, y compris Huse et Mitchell Sogin du MBL, ont fait face à la tâche effrayante de sembler raisonnable de plus de 5.000 échantillons d'ADN humain et bactérien et 3,5 terabases des caractéristiques génomiques.

La solution ? Le HMP a adopté plusieurs, l'ordonnancement génétique de pointe et les méthodes d'analyse, on dont ont été initialement développés par le MBL pour le dénombrement international des Microbes-un marins massifs, le projet de dix ans qui a fourni les premiers stocks de la diversité microbienne dans les océans du monde.

Et, peut-être comme on pouvait s'y attendre, le HMP a découvert que les distributions microbiennes au corps humain ne sont pas aussi différentes de ceux dans des écosystèmes d'océan.

Si dans l'intestin humain, bouche, ou vagin, l'océan pacifique ou la mer de Sargasso, les communautés microbiennes contiennent quelques types bactériens hautement abondants plus on, beaucoup plus de types d'inférieur-abondance (la soi-disant « biosphère rare, » un phénomène d'abord découvert dans des échantillons d'océan par Sogin et ses collègues de MBL).

« Plus nous examinons plus attentivement, plus bactérienne la diversité que nous trouvons, » Huse dit. « Nous ne pouvons pas même nommer tous ces genres de bactéries que nous découvrons dans les habitats humains et environnementaux. Elle est comme l'essai de nommer toutes les étoiles. » Les chercheurs de HMP ont conclu que des 10.000 substances bactériennes environ occupent le microbiome humain.

Le HMP a également confirmé cela dans les gens, comme dans l'océan, qui les bactéries sont abondantes et qui sont rares varient du site à site. Le bacteroide courant de bactérie, par exemple, peut comporter presque 100% des microbes dans un intestin de la personne, pourtant soit à peine présent dans d'une autre personne.

« Ce qui ces est le moyen, il n'y a pas simplement une voie d'être sain, » dit Huse. « Il ne doit pas y a un ou deux « juste juste » communautés d'intestin, mais plutôt une gamme « juste de bonnes » communautés. »

Une autre recherche de clés du HMP est que presque chacun transporte des agent-microbes connus pour entraîner la maladie. Dans les personnes en bonne santé, cependant, les agents pathogènes n'entraînent aucune maladie ; ils coexistent simplement avec le reste des microbes rares et abondants dans le microbiome de la personne. Les chercheurs maintenant doivent figurer à l'extérieur pourquoi quelques agents pathogènes tournent mortel et dans quelles conditions, des concepts actuels révisants susceptibles de la façon dont les micros-organismes entraînent la maladie.

« Il est réellement important de comprendre comment et pourquoi ces organismes rares « balancent, «  » Huse dit. « Et un des problèmes que nous avons est des antibiotiques de prise de gens, qui changent réellement le microbiome. Les antibiotiques peuvent détruire les bactéries abondantes, qui permet alors aux bactéries rares de s'épanouir dans un environnement d'intestin complètement de nourriture. Si les bactéries rares comprennent un agent pathogène, alors vous pouvez tomber malade. »

Le HMP a utilisé deux stratégies importantes pour caractériser les microbes dans 18 sites différents dans la bouche, le nez, la peau, le vagin, et le tabouret des volontaires. La première stratégie leur a indiqué « qui » y avait il. La balise appelée de 16s ARNr ordonnançant, le MBL a adapté la première fois cette méthode pour « de la deuxième génération » ordonnançant en mi-2000 s, afin de recenser quels microbes étaient présents dans des échantillons d'océan et leurs abondances relatives. (L'ordonnancement de la deuxième génération produit de grands volumes d'ordonnancer des caractéristiques beaucoup plus économiquement que des méthodes traditionnelles.) La deuxième stratégie le HMP adopté, fusil de chasse appelé ordonnançant, a été utilisée pour découvrir quels fonctionnements les microbes pourraient remplir.

« Maintenant nous avons une liste de « qui » est dans le microbiome humain, et une autre liste de ce qu'ils font. Une partie de la tâche en avant est d'attacher ensemble que les organismes font quels fonctionnements, » Huse dit.

La compréhension comment les gens sont les mêmes, en dépit des variations de leurs microbiomes, est un autre défi important pour la future enquête. « À un certain niveau il doit y avoir des similitudes, parce que nous sommes tous qui mangent et ainsi de suite et qui assimilent, » Huse dit. « Peut-être les différents aspects de l'interaction de digestion et de système immunitaire peuvent être exécutés par un grand choix de différents assemblages des bactéries. »