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Primeiro inventário da diversidade microbiana nos oceanos do mundo

A publicação do marco esta semana de um “mapa” da composição bacteriana de seres humanos saudáveis tem raizes profundas em um lugar inesperado: o oceano.

As comunidades microbianas em que viva e no corpo humano, conhecido colectivamente como o microbiome, são pensadas para ter um papel crítico na saúde humana e na doença. Cinco anos há, os institutos de saúde nacionais lançaram o projecto ambicioso de Microbiome do ser humano (HMP) para definir os limites da variação bacteriana encontrados em 242 seres humanos saudáveis.

“A fim compreender o que doente é, é útil definir primeiramente o microbiome saudável,” diz o cientista Susan M. Huse de MBL, autor principal de um dos relatórios de HMP publicados esta semana.

Os cientistas do projecto 200 das 80 instituições, incluindo Huse e Mitchell Sogin do MBL, enfrentaram a tarefa intimidante de fazer o sentido de mais de 5.000 amostras de ADN humano e bacteriano e 3,5 terabases de dados genomic.

A solução? O HMP adotou diversos, arranjar em seqüência genético avançado e métodos de análise, muitos de que foram tornados originalmente pelo MBL para o recenseamento internacional dos Micróbios-um marinhos maciços, o projecto de dez anos que rendeu o primeiro inventário da diversidade microbiana nos oceanos do mundo.

E, talvez não surpreendentemente, o HMP descobriu que as distribuições microbianas no corpo humano não são tão diferentes daquelas em ecossistemas do oceano.

Se no intestino humano, boca, ou vagina, o Oceano Pacífico ou o mar do sargaço, as comunidades microbianas contêm alguns tipos bacterianos altamente abundantes mais muitos, muito mais tipos da baixo-abundância (“a biosfera rara assim chamada,” um fenômeno descoberto primeiramente em amostras do oceano por Sogin e seus colegas de MBL).

“Mais pròxima nós olhamos, mais bacteriana a diversidade que nós encontramos,” Huse diz. “Nós podemos nem sequer nomear todos estes tipos das bactérias que nós estamos descobrindo em habitat humanos e ambientais. É como a tentativa nomear todas as estrelas.” Os pesquisadores de HMP concluíram que umas 10.000 espécies bacterianas calculada ocupam o microbiome humano.

O HMP igualmente confirmou aquele nos povos, como no oceano, que as bactérias são abundantes e que são raras variam do local ao local. O bacteróide comum da bactéria, por exemplo, pode compreender quase 100% dos micróbios no um intestino da pessoa, contudo esteja mal actual em de uma outra pessoa.

“O que estes os meios são, não há apenas uma maneira de estar saudável,” diz Huse. “Não tem que haver um ou dois “apenas direitos do” as comunidades intestino, mas um pouco uma escala “apenas das” comunidades finas.”

Outro encontrar chave do HMP é que quase todos leva os micróbio-micróbios conhecidos para causar a doença. Em indivíduos saudáveis, contudo, os micróbios patogénicos não causam nenhuma doença; coexistem simplesmente com o resto dos micróbios raros e abundantes no microbiome da pessoa. Os pesquisadores agora devem figurar para fora porque alguns micróbios patogénicos giram inoperante e sob que circunstâncias, revisando provavelmente conceitos actuais de como os micro-organismos causam a doença.

“É realmente importante compreender como e porque estes organismos raros “balançam, “” Huse diz. “E um dos problemas que nós temos é os antibióticos da tomada dos povos, que mudam realmente o microbiome. Os antibióticos podem matar as bactérias abundantes, que permite então que as bactérias raras floresçam em um ambiente do intestino completamente do alimento. Se as bactérias raras incluem um micróbio patogénico, a seguir você pode ficar doente.”

O HMP empregou duas estratégias principais para caracterizar os micróbios em 18 locais diferentes na boca, no nariz, na pele, na vagina, e no tamborete dos voluntários. A primeira estratégia disse-lhes “quem” havia. A etiqueta chamada do rRNA 16s que arranja em seqüência, o MBL adaptou primeiramente este método para a “próxima geração” que arranja em seqüência em meados de 2000 s, a fim identificar que os micróbios estaram presente em amostras do oceano e em suas abundâncias relativas. (Arranjar em seqüência da próxima geração produz grandes volumes de arranjar em seqüência dados muito mais barata do que métodos tradicionais.) A segunda estratégia o HMP adotado, chamado espingarda que arranja em seqüência, foi empregada para encontrar que funções os micróbios puderam executar.

“Agora nós temos uma lista de “quem” é no microbiome humano, e uma outra lista do que estão fazendo. A parte da tarefa adiante é amarrar junto que os organismos estão fazendo que funções,” Huse diz.

Compreender como os povos são os mesmos, apesar das variações em seus microbiomes, é um outro desafio significativo para a investigação futura. “A algum nível tem que haver umas similaridades, porque nós somos todos que comem e que digerem e assim por diante,” Huse diz. “Talvez os aspectos diferentes da interacção da digestão e do sistema imunitário podem ser executados por uma variedade de reuniões diferentes das bactérias.”