Mikrobiom

Šablon:Mikrobiomi Mikrobiom (grč. μικρός – mikrós = mali + βίος – bíos = život) je zajednica mikroorganizama koja se obično može naći kako žive zajedno u bilo kojem staništu. Tačnije su ga definisali 1988. Whipps et al. kao "karakterističnu mikrobnu zajednicu koja zauzima razumno dobro definirano stanište koje ima različita fizičko-hemijska svojstva. Termin se stoga ne odnosi samo na mikroorganizme koji su uključeni, već i obuhvata njihovo pozorište aktivnosti". U 2020., međunarodni panel stručnjaka objavio je rezultate svojih rasprava o definiciji mikrobioma. Oni su predložili definiciju mikrobioma zasnovanu na oživljavanju "kompaktnog, jasnog i sveobuhvatnog opisa pojma" kako su ga izvorno dali Whipps et al., ali je dopunjen sa dva paragrafa objašnjenja. Prvi pasus objašnjenja izgovara dinamički karakter mikrobioma, a drugi pasus jasno odvaja pojam "mikrobiota" od pojma "mikrobiom .

Mikrobiota se sastoji od svih živih članova koji formiraju mikrobiom. Većina istraživača mikrobioma se slaže da se bakterije, archaea, gljive, alge i mali protisti trebaju smatrati članovima mikrobioma. Integracija faga, virusa, plazmida i mobilnih genetićkih elemenata je kontroverznija. Whippsov "teatar aktivnosti" uključuje esencijalnu ulogu koju sekundarni metabolit ima u posredovanju složenih interakcija među vrstama i osiguravanju opstanka u konkurentskim okruženjima. Određivanje kvoruma izazvano malim molekulama omogućava bakterijama da kontroliraju kooperativne aktivnosti i prilagođavaju svoje fenotipove biotskom okruženju, što rezultira, naprimjer, adhezijom ćelija-ćelija ili formiranjem biofilma.

Sve životinje i biljke formiraju asocijacije s mikroorganizmima, uključujući protiste, bakterije, arheje, gljive i viruse. U okeanu, odnosi između životinja i mikroba su historijski istraženi u sistemima jedan domaćin-simbiont. Međutim, nova istraživanja raznolikosti mikroorganizama koji se povezuju s različitim domaćinima morskih životinja pomjeraju polje u studije koje se bave interakcijama između životinjskog domaćina i višečlanog mikrobioma. Potencijal mikrobioma da utiče na zdravlje, fiziologiju, ponašanje i ekologiju morskih životinja mogao bi promijeniti dosadašnja shvatanja o tome kako se morske životinje prilagođavaju promjenama. Ovo se posebno odnosi na rastuće promjene vezane za klimu i antropogene promjene koje već utiču na okean. Biljni mikrobiom ima ključnu ulogu u zdravlju biljaka i proizvodnji hrane i dobio je značajnu pažnju posljednjih godina. Biljke žive u zajednici sa različitim mikrobnim konzorcijima, koji se nazivaju biljna mikrobiota, koji žive i unutar (endosfera) i izvan (episfera) biljnog tkiva. Oni imaju važnu ulogu u ekologiji i fiziologiji biljaka. Smatra se da osnovni biljni mikrobiom sadrži ključne mikrobne taksone bitne za zdravlje biljaka i za kondiciju biljnog holobionta. Isto tako, sisarski crijevni mikrobiom (zastarjeli, a pogrešni naziv “crijevna flora”) se pojavio kao ključni regulator fiziologije domaćina, a koevolucija između domaćina i mikrobnih loza odigrala je ključnu ulogu u prilagođavanju sisara njihovom raznolikom životnom stilu.

Istraživanje mikrobioma nastalo je u mikrobiologiji još u sedamnaestom stoljeću. Razvoj novih tehnika i opreme podstaknuo je mikrobiološka istraživanja i izazvao promjene paradigme u razumijevanju zdravlja i bolesti. Razvoj prvih mikroskopa omogućio je otkrivanje novog, nepoznatog svijeta i doveo do identifikacije mikroorganizama. Infektivne bolesti su postale najraniji fokus interesovanja i istraživanja. Međutim, samo mali dio mikroorganizama je povezan s bolešću ili patogenošću. Ogromna većina mikroba je neophodna za zdravo funkcioniranje ekosistema i poznata je po korisnim interakcijama s drugim mikrobima i organizmima. Koncept da mikroorganizmi postoje kao pojedinačne ćelije počeo je da se menja, kako je postajalo sve očiglednije da se mikrobi pojavljuju unutar kompleksnih sklopova u kojima su interakcije vrsta i komunikacija kritični. Otkriće DNK, razvoj tehnologija sekvenciranja, lančane polimerazne reakcije (PCR) i tehnika kloniranja omogućilo je istraživanje mikrobnih zajednica korištenjem pristupa nezavisnih od uzgoja. Daljnje promjene paradigme dogodile su se početkom ovog stoljeća i još uvijek traju, budući da su nove tehnologije sekvenciranja i akumulirani podaci o sekvenci istakli i sveprisutnost mikrobnih zajednica u vezi sa višim organizmima i kritičnu ulogu mikroba u zdravlju ljudi, životinja i biljaka. Oni su revolucionirali mikrobnu ekologiju. Analiza genoma i metagenoma na visokoj propusnosti sada pruža vrlo efikasne metode za istraživanje funkcionisanja kako pojedinačnih mikroorganizama, tako i čitavih mikrobnih zajednica u prirodnim staništima.