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Primer inventario de la diversidad microbiana en los océanos del mundo

La publicación del punto de referencia en tierra esta semana de un “mapa” del maquillaje bacteriano de seres humanos sanos tiene raíces profundas en un lugar inesperado: el océano.

Piensan a las comunidades microbianas en quienes viva y en el cuerpo humano, conocido colectivamente como el microbiome, para tener un papel crítico en salud humana y enfermedad. Hace cinco años, los institutos de la salud nacionales pusieron en marcha el proyecto ambicioso de Microbiome del ser humano (HMP) para definir los límites de la variación bacteriana encontrados en 242 seres humanos sanos.

“Para entender cuál enfermo es, es útil definir el microbiome sano primero,” dice al científico Susan M. Huse, autor importante de MBL de uno de los partes de HMP publicados esta semana.

Los científicos del proyecto 200 a partir de 80 instituciones, incluyendo Huse y Mitchell Sogin del MBL, hicieron frente a la tarea de enormes proporciones de tener sentido de más de 5.000 muestras de DNA humana y bacteriana y 3,5 terabases de datos genomic.

¿La solución? El HMP adoptó varios, la secuencia genética avanzada y los métodos de análisis, muchos cuyo fueron convertidos originalmente por el MBL para el censo internacional de los Microbios-uno marinos masivos, el proyecto de diez años que rindió el primer inventario de la diversidad microbiana en los océanos del mundo.

Y, quizás naturalmente, el HMP descubrió que las distribuciones microbianas en el cuerpo humano no son tan diferentes de ésas en ecosistemas del océano.

Si en la tripa humana, boca, o vagina, el Océano Pacífico o el mar del Sargasso, las comunidades microbianas contienen algunos tipos bacterianos altamente abundantes más muchos, muchos más tipos de la inferior-abundancia (la supuesta “biosfera rara,” un fenómeno primero descubierto en muestras del océano por Sogin y sus colegas de MBL).

“Observamos cuanto más de cerca, más bacteriana la diversidad que encontramos,” Huse dice. “Podemos ni siquiera nombrar todas estas clases de bacterias que estamos descubriendo en hábitats humanos y ambientales. Es como intentar nombrar todas las estrellas.” Los investigadores de HMP concluyeron que las 10.000 especies bacterianas estimada ocupan el microbiome humano.

El HMP también confirmó eso en gente, como en el océano, que las bacterias son abundantes y que son raras varían de sitio al sitio. El bacteroide común de la bacteria, por ejemplo, puede comprender casi 100% de los microbios en la una tripa de la persona, con todo esté pelado presente en de otra persona.

“Cuáles estos los medios son, no hay apenas una manera de ser sano,” dice Huse. “No tiene que uno o dos “apenas correcto” comunidades de la tripa, sino bastante un alcance “apenas de” comunidades finas.”

Otro encontrar dominante del HMP es que casi todo el mundo lleva los patógeno-microbios sabidos para causar enfermedad. En individuos sanos, sin embargo, los patógeno no causan ninguna enfermedad; coexisten simple con el descanso de los microbios raros y abundantes en el microbiome de la persona. Los investigadores ahora deben imaginar porqué algunos patógeno giran muerto y bajo qué condiciones, revisando probablemente conceptos actuales de cómo los microorganismos causan enfermedad.

“Es realmente importante entender cómo y porqué estos organismos raros “fluctúan, “” Huse dice. “Y uno de los problemas que tenemos es los antibióticos de la toma de la gente, que cambian realmente el microbiome. Los antibióticos pueden matar a las bacterias abundantes, que entonces permite que las bacterias raras prosperen en un ambiente de la tripa por completo de la comida. Si las bacterias raras incluyen un patógeno, después usted puede conseguir enfermo.”

El HMP empleó dos estrategias importantes para caracterizar los microbios en 18 diversos sitios en la boca, la nariz, la piel, la vagina, y el taburete de los voluntarios. La primera estrategia les informó “quién” había. La etiqueta llamada del rRNA 16s que ordenaba, el MBL primero adaptó este método para la “siguiente-generación” que ordenaba en mediados de 2000 s, para determinar qué microbios estaban presentes en muestras del océano y su abundancia relativa. (la secuencia de la Siguiente-generación produce volúmenes grandes de ordenar datos mucho más económicamente que métodos tradicionales.) La segunda estrategia el HMP adoptado, llamado escopeta que ordenaba, fue empleada para descubrir qué funciones pudieron realizar los microbios.

“Ahora tenemos un filete de “quién” es en el microbiome humano, y otro filete de lo que están haciendo. La parte de la tarea delante es unir que los organismos están haciendo qué funciones,” Huse dice.

La comprensión de cómo la gente es lo mismo, a pesar de las variaciones en sus microbiomes, es otro reto importante para la investigación futura. “En un cierto nivel tiene que haber semejanzas, porque somos todos que comen y que digieren y así sucesivamente,” Huse dice. “Quizás los diversos aspectos de la acción recíproca de la digestión y del sistema inmune se pueden realizar por una variedad de diversas reuniones de bacterias.”