Mikrobioma dan Asosiasi Inang

Tumbuhan dan hewan menjadi inang bagi komunitas mikroba yang kompleks, yaitu mikrobioma mereka, dan asosiasi inang-mikroba ini berkisar dari simbiosis yang saling menguntungkan hingga hubungan yang membentuk biologi inang secara halus.

Definition

Mikrobioma adalah komunitas mikroorganisme yang berasosiasi dengan inang atau habitat tertentu, dan asosiasi inang adalah hubungan simbiotik, mulai dari mutualisme hingga komensalisme, antara mikroba dan inang tumbuhan atau hewan mereka.

Scope

Topik ini mencakup konsep mikrobioma sebagai komunitas mikroba yang berasosiasi dengan inang atau lingkungan; keragaman dan fungsi komunitas yang berasosiasi dengan inang; simbiosis klasik seperti nodul akar pengikat nitrogen dan komunitas usus ruminansia; metode yang digunakan untuk mengkarakterisasi mikrobioma dengan sekuensing; dan prinsip-prinsip umum bagaimana mitra mikroba memengaruhi nutrisi, perkembangan, dan pertahanan inang.

Core questions

• Apa itu mikrobioma, dan bagaimana cara mengkarakterisasinya?
• Bagaimana komunitas mikroba berasosiasi dengan inang tumbuhan dan hewan?
• Fungsi apa yang disediakan oleh mikroba yang berasosiasi dengan inang?
• Bagaimana metode sekuensing mengungkapkan komposisi mikrobioma?

Key concepts

• Konsep mikrobioma
• Mutualisme, komensalisme, dan simbiosis
• Simbiosis pengikat nitrogen dan usus
• Profil komunitas berbasis sekuens
• Kontribusi mikroba terhadap fungsi inang

Key theories

Analisis mikrobioma independen-kultur

Sekuensing gen penanda dan seluruh komunitas langsung dari sampel inang atau lingkungan mengungkapkan komposisi mikrobioma tanpa kultivasi, mengubah studi asosiasi inang-mikroba.

Mechanisms

Mikroba yang berasosiasi dengan inang mengkolonisasi jaringan dan permukaan tertentu, tempat mereka berinteraksi dengan inang dan satu sama lain. Dalam banyak simbiosis, mikroba menyediakan fungsi yang tidak dapat dilakukan inang, seperti mengikat nitrogen untuk legum atau mencerna bahan tumbuhan di usus herbivora, sementara inang menyediakan nutrisi dan habitat. Mikrobioma dikarakterisasi dengan mengekstraksi DNA komunitas dan mengurutkan gen penanda atau seluruh genom untuk mengungkapkan komposisi dan potensi fungsional.

Clinical relevance

Komunitas mikroba yang berasosiasi dengan inang berkontribusi pada nutrisi, perkembangan, dan resistensi tumbuhan dan hewan terhadap kolonisasi oleh mikroba berbahaya, dan studi mikrobioma menginformasikan pertanian, ilmu lingkungan, dan penelitian tentang bagaimana komunitas mikroba berhubungan dengan biologi inang.

History

Studi klasik tentang simbiosis seperti fiksasi nitrogen pada nodul legum, yang diselidiki oleh Beijerinck dan lainnya, menetapkan bahwa mikroba membentuk kemitraan penting dengan inang. Perkembangan selanjutnya dari sekuensing independen-kultur, yang dibangun di atas pendekatan seperti yang dilakukan Pace, membuka studi sistematis mikrobioma kompleks.

Key figures

• Norman Pace
• Martinus Beijerinck

Seminal works

• pace1997
• madigan2018

Frequently asked questions

Apa perbedaan antara mikrobioma dan komunitas mikroba?

Komunitas mikroba adalah setiap kumpulan mikroba yang berinteraksi dalam lingkungan bersama. Mikrobioma biasanya mengacu pada komunitas yang berasosiasi dengan inang atau habitat tertentu, seringkali dipertimbangkan bersama dengan gen dan fungsinya secara kolektif.