ero koala perä ja wombat perä ei vain muodon! Erilaiset mikrobiyhteisöt viittaavat siihen, miksi Koalat pystyvät sulattamaan eukalyptuspuiden lehtiä. Eilen julkaisimme Geenin ja genomin-centric analyysit koala ja vompatti ulosteen microbiomes kohta aineenvaihdunnan erikoistuminen Eukalyptus ruoansulatusta Miriam E. Shiffman, Rochelle M. Soo, Paul G. Dennis, Mark Morrison, Gene W., Tyson, Philip Hugenholtz. Tässä Miriam Shiffman antaa taustatutkimukselle ja esteettömän yleiskuvan siitä, mitä tämä wombat-ja koala-ruuansulatusta käsittelevä tutkimus voi kertoa.
nyt, olet luultavasti kuullut noin suolen mikrobiston – yhteisön miljardeja mikrobeja, jotka asuttaa ruoansulatuskanavan. Olet ehkä myös kuullut, miten mikrobiota voi vaikuttaa ravitsemukseen, painonpudotukseen, allergioihin ja jopa mielialaan. Mutta miltä suolistomikrobisto näyttäisi eläimessä, joka syö vain yhdenlaista ruokaa? Entä jos ruoka olisi myrkyllistä lähes kaikille muille eläimille?,
Koalat laskeutuvat kokonaan eukalyptuspuiden lehdille, jotka sisältävät monimutkaisen cocktailin yhdisteitä, joilla on myrkyllisyyttä sekä eläimille että mikrobeille. Itse asiassa, joukossa kaikki nisäkkäät, vain koala ja kolme muut marsupials (brushtail possum, yhteinen kippurahäntä opossumi, ja suurempi purje) ovat tiedossa kuluttaa Eukalyptus lehdet. Niin, koalas toimia oppikirja esimerkkejä tutkia, miten mikrobi-yhteisöjen suolistossa voi kehittyä, jotta niiden isännät viihtyvät erikoistunut ravinnon markkinarako.,
Aiemmin tutkijat ovat tutkineet koala gut microbiome käyttäen 16S rRNA-sekvensointi (”kuka siellä”, mutta ei ”mitä he tekevät”) ja in vitro-kokeissa, joissa isolaatit (”mitä he tekevät”, mutta vain kourallinen mikrobeja, jotka ovat vastaanottavaisia viljellään laboratoriossa). Toisaalta, haulikko metagenomics on vallankumouksellinen menetelmä mikrobien ekologia, joka tarjoaa pääsyn kaikkien mikrobien genomien tietyssä ympäristössä mukaan lukien sivistymätön enemmistö.,
Vuonna 2014, olin vierailevana Fulbright-tutkijana Australian Centre for Ecogenomics University of Queensland. My co-kirjoittajat ja minä olimme hyvin sijaitsee edelleen tämän tutkimuksen kahdesta syystä: (1) elävät Brisbane, meillä oli pääsy monet native Australian pussieläimet, ja (2) Keskus on erikoistunut järjestyksessä perustuvia lähestymistapoja ekologia ja evoluutio mikrobien yhteisöjä, mukaan lukien laskennallisia menetelmiä talteen genomien yksittäisten mikrobipopulaatioiden tarvitsematta kasvattaa ne laboratoriossa.,
Koalat (ei Zagget) Lone Pine Koala Sanctuary, Brisbane. Luotto: Miriam Shiffman CC BY
Olemme päättäneet käyttää vertailevaa metagenomics opiskella erikoistuminen mikrobit koala ruoansulatuskanavan, vertaamalla koala microbiome, että sen lähin elävä sukulainen, wombat. Vompatit ovat Koala-serkuistaan poiketen generalistisia kasvinsyöjiä, jotka syövät pääasiassa heinäkasveja eivätkä syö eukalyptusta., Se olisi epäeettistä syöttää koalas mitään, mutta Eukalyptuksen lehtiä, joten wombats ovat lähimpänä voimme tulla luonnollinen ”control group” ei-eukalyptus-syövillä.
tämän vuoksi meidän on kerätty ja analysoitu mikrobien ulosteen DNA-näytteitä, jotka on hyvä noninvasive proxy opiskeluun suoliston mikrobiston. Zagget koala ja Phil etelä-karvainen laskelmoiva wombat, sekä asukkaiden Lone Pine Koala Sanctuary kohteessa Brisbane (http://koala.net/en-au/), jokainen armollisesti lahjoitti useita näistä näytteistä meidän tutkimuksessa.,
Käyttämällä näitä metagenomic aineistot, tunnistimme yhteinen ja erikoistunut aineenvaihdunnan reittejä koala ja vompatti microbiomes, sekä yhteisön tasolla (kuten uima-allas geenit) ja suurentamalla yksittäisten populaation genomit. Meillä on myös tutkituista mikrobi-yhteisön jäsenyyden kautta (16S rRNA-amplicon-sekvensointi) yli kahdeksan koalas ja seitsemän wombats yleistää tuloksia kuin Phil ja Zagget.,
löysimme useita mikrobi-suvusta jaettu koala ja vompatti, että pelata säilytetty rooleja halventavan lignoselluloosan (yleinen ainesosa sekä isäntä ruokavalion) ja urean kierrätystä (yhteinen reitti kasvinsyöjiä). Olemme myös tunnistettu useita bakteeri-populaatiot, jotka olivat erottuva kunkin vastaanottavan, mukaan lukien Synergistaceae väestöstä, joka oli vallalla keskuudessa tutkituista koalas ja koodaa useita polkuja, jotka liittyvät hajoaminen Eukalyptus yhdisteitä.
etelä-karvainen laskelmoiva wombat (ei Phil)., Wikimedia (Kalyob) – CC-BY-SA –
osuutemme sisältää >99% täydellinen genomin tämän Synergistaceae väestöstä, joka me ennustaa toimii avain detoxifier vuonna koala gut yhteisön. Toivomme, että tämä tieto johtaa genome-ohjaus eristäminen väestöstä, joka ei ole läheistä sukua muille sekvensoitiin jäsenet sen perheen ja ansaitsee lisätutkimuksia.,
Beyond parempaa tieteellistä ymmärrystä suoliston mikrobiston roolia äärimmäinen ruokavalio, erikoistuminen, tämä työ voisi johtaa menetelmiä palauttaa suoliston ekologia aliravittuja koalas kasvatettu vankeudessa. Se on myös mielenkiintoista selvittää, onko muut kolme Australian marsupials, jotka syövät Eukalyptuksen yhteisiä mikrobiston, tai onko mikrobien suvusta ovat itsenäisesti co-kehittynyt kunkin vastaanottavan.
Kiitos Peerjille siitä, että hän auttoi tämän teoksen levittämisessä laajalle yleisölle.,
Lue koko tutkimus: Geenin ja genomin-centric analyysit koala ja vompatti ulosteen microbiomes kohta aineenvaihdunnan erikoistuminen Eukalyptus ruoansulatusta
Vastaa