Mikrobiyomlar ve Konak İlişkileri
Bitkiler ve hayvanlar, mikrobiyomları olarak bilinen karmaşık mikrobiyal topluluklara ev sahipliği yapmaktadır. Bu konak-mikrop ilişkileri, karşılıklı fayda sağlayan simbiyozlardan, konak biyolojisini incelikli şekillerde etkileyen ilişkilere kadar çeşitlilik göstermektedir.
Tanım
Mikrobiyom, belirli bir konak veya habitat ile ilişkili mikroorganizma topluluğudur. Konak ilişkileri ise mikroplar ile bitki veya hayvan konakları arasındaki mutualizmden kommensalizme kadar değişen simbiyotik ilişkilerdir.
Kapsam
Bu konu, mikrobiyomun bir konak veya çevre ile ilişkili mikrop topluluğu olarak kavramını; konakla ilişkili toplulukların çeşitliliğini ve işlevlerini; azot bağlayıcı kök nodülleri ve geviş getiren hayvanların bağırsak toplulukları gibi klasik simbiyozları; mikrobiyomları dizileme yoluyla karakterize etmek için kullanılan yöntemleri; ve mikrobiyal ortakların konak beslenmesini, gelişimini ve savunmasını nasıl etkilediğine dair genel ilkeleri kapsamaktadır.
Temel sorular
- Mikrobiyom nedir ve nasıl karakterize edilir?
- Mikrobiyal topluluklar bitki ve hayvan konaklarıyla nasıl ilişki kurar?
- Konağa bağlı mikroplar hangi işlevleri sağlar?
- Dizileme yöntemleri mikrobiyom bileşimini nasıl ortaya koyar?
Anahtar kavramlar
- Mikrobiyom kavramı
- Mutualizm, kommensalizm ve simbiyoz
- Azot bağlayıcı ve bağırsak simbiyozları
- Dizileme tabanlı topluluk profillemesi
- Mikropların konak işlevine katkıları
Temel kuramlar
- Kültürden bağımsız mikrobiyom analizi
- Belirteç genlerin ve tüm toplulukların doğrudan konak veya çevresel örneklerden dizilenmesi, mikrobiyomların bileşimini kültürleme olmaksızın ortaya koyarak konak-mikrop ilişkileri çalışmalarını dönüştürmüştür.
Mekanizmalar
Konağa bağlı mikroplar, belirli doku ve yüzeyleri kolonize ederek konakla ve birbirleriyle etkileşime girmektedir. Birçok simbiyozda mikroplar, baklagiller için azot bağlama veya otçul bağırsaklarında bitki materyalini sindirme gibi konağın gerçekleştiremediği işlevleri sağlarken, konak da besin ve yaşam alanı temin etmektedir. Mikrobiyomlar, topluluk DNA'sının çıkarılması ve belirteç genlerin veya tüm genomların dizilenmesi yoluyla bileşimleri ve fonksiyonel potansiyelleri ortaya konularak karakterize edilmektedir.
Klinik önem
Konağa bağlı mikrobiyal topluluklar, bitki ve hayvan beslenmesine, gelişimine ve zararlı mikropların kolonizasyonuna karşı dirence katkıda bulunmaktadır. Mikrobiyomların incelenmesi ise tarım, çevre bilimi ve mikrobiyal toplulukların konak biyolojisiyle nasıl ilişkili olduğuna dair araştırmalara bilgi sağlamaktadır.
Tarihçe
Beijerinck ve diğerleri tarafından incelenen baklagil nodüllerindeki azot fiksasyonu gibi klasik simbiyoz çalışmaları, mikropların konaklarla temel ortaklıklar kurduğunu ortaya koymuştur. Pace'in yaklaşımlarına dayanan kültürden bağımsız dizilemenin daha sonraki gelişimi, karmaşık mikrobiyomların sistematik olarak incelenmesinin önünü açmıştır.
Öne çıkan isimler
- Norman Pace
- Martinus Beijerinck
İlgili konular
Temel eserler
- pace1997
- madigan2018
Sıkça sorulan sorular
- Mikrobiyom ile mikrobiyal topluluk arasındaki fark nedir?
- Mikrobiyal topluluk, paylaşılan bir ortamda etkileşimde bulunan herhangi bir mikrop grubudur. Mikrobiyom ise genellikle belirli bir konak veya habitat ile ilişkili topluluğu ifade eder ve çoğu zaman kolektif genleri ve işlevleriyle birlikte ele alınır.
Bu kavram için yöntemler
- Multi-omics microbiome diversity analysis
- Network-based microbiome diversity analysis
- Metagenomic Binning
- Rhizosphere Amplicon Analysis
- Time-series microbiome diversity analysis
- Single-cell Microbiome Diversity Analysis
- Machine learning-assisted microbiome diversity analysis
- Bayesian Microbiome Diversity Analysis