Microbiomas y asociaciones con el hospedador

Las plantas y los animales albergan comunidades microbianas complejas, sus microbiomas, y estas asociaciones hospedador-microbio van desde simbiosis mutuamente beneficiosas hasta relaciones que moldean la biología del hospedador de maneras sutiles.

Definition

Un microbioma es la comunidad de microorganismos asociada a un hospedador o hábitat particular, y las asociaciones con el hospedador son las relaciones simbióticas, que van desde el mutualismo hasta el comensalismo, entre los microbios y sus hospedadores vegetales o animales.

Scope

Este tema abarca el concepto de microbioma como la comunidad de microbios asociada a un hospedador o entorno; la diversidad y funciones de las comunidades asociadas al hospedador; simbiosis clásicas como los nódulos radiculares fijadores de nitrógeno y las comunidades intestinales de rumiantes; los métodos utilizados para caracterizar microbiomas mediante secuenciación; y los principios generales de cómo los socios microbianos influyen en la nutrición, el desarrollo y la defensa del hospedador.

Core questions

• ¿Qué es un microbioma y cómo se caracteriza?
• ¿Cómo se asocian las comunidades microbianas con los hospedadores vegetales y animales?
• ¿Qué funciones proporcionan los microbios asociados al hospedador?
• ¿Cómo revelan los métodos de secuenciación la composición del microbioma?

Key concepts

• El concepto de microbioma
• Mutualismo, comensalismo y simbiosis
• Simbiosis fijadoras de nitrógeno e intestinales
• Perfilado de comunidades basado en secuencias
• Contribuciones microbianas a la función del hospedador

Key theories

Análisis de microbiomas independiente del cultivo

La secuenciación de genes marcadores y comunidades completas directamente de muestras de hospedadores o ambientales reveló la composición de los microbiomas sin necesidad de cultivo, transformando el estudio de las asociaciones hospedador-microbio.

Mechanisms

Los microbios asociados al hospedador colonizan tejidos y superficies específicos, donde interactúan con el hospedador y entre sí. En muchas simbiosis, los microbios proporcionan funciones que el hospedador no puede realizar, como la fijación de nitrógeno para las leguminosas o la digestión de material vegetal en los intestinos de los herbívoros, mientras que el hospedador suministra nutrientes y hábitat. Los microbiomas se caracterizan extrayendo el ADN de la comunidad y secuenciando genes marcadores o genomas completos para revelar la composición y el potencial funcional.

Clinical relevance

Las comunidades microbianas asociadas al hospedador contribuyen a la nutrición, el desarrollo y la resistencia de plantas y animales a la colonización por microbios dañinos, y el estudio de los microbiomas informa la agricultura, las ciencias ambientales y la investigación sobre cómo las comunidades microbianas se relacionan con la biología del hospedador.

History

Estudios clásicos de simbiosis como la fijación de nitrógeno en nódulos de leguminosas, investigados por Beijerinck y otros, establecieron que los microbios forman asociaciones esenciales con los hospedadores. El desarrollo posterior de la secuenciación independiente del cultivo, basándose en enfoques como los de Pace, abrió el estudio sistemático de microbiomas complejos.

Key figures

• Norman Pace
• Martinus Beijerinck

Seminal works

• pace1997
• madigan2018

Frequently asked questions

¿Cuál es la diferencia entre un microbioma y una comunidad microbiana?

Una comunidad microbiana es cualquier conjunto de microbios que interactúan en un entorno compartido. Un microbioma generalmente se refiere a la comunidad asociada con un hospedador o hábitat específico, a menudo considerada junto con sus genes y funciones colectivas.