a koala kaki és a wombat kaki közötti különbség nem csak formában van! Különböző mikrobiális közösségek rámutatnak arra, hogy a koalák miért képesek megemészteni az eukaliptusz fák leveleit. Tegnap publikáltuk a koala és a wombat széklet mikrobiomjainak gén-és genomközpontú elemzéseit, amelyek Miriam E. Shiffman, Rochelle M. Soo, Paul G. Dennis, Mark Morrison, Gene W., Tyson, Philip Hugenholtz. Itt Miriam Shiffman ad hátteret a tanulmányhoz, és egy hozzáférhető áttekintést arról, hogy mit mondhat nekünk ez a tanulmány a wombat és a koala emésztésről.
mostanra valószínűleg hallottál a bél mikrobiótájáról-az emésztőrendszerét kolonizáló mikrobák billióinak közösségéről. Lehet, hogy hallott arról is, hogy a mikrobiota hogyan befolyásolhatja a táplálkozást, a fogyást, az allergiát, sőt a hangulatot. De hogyan nézne ki a bél mikrobiota egy olyan állatban, amely csak egyfajta ételt eszik? És mi van, ha ez az étel szinte minden más állatra mérgező?,
a koalák teljes egészében az eukaliptuszfák levelein élnek, amelyek összetett vegyületeket tartalmaznak, amelyek állatokra és mikrobákra egyaránt mérgezőek. Valójában az összes emlős közül csak a koaláról és három másik erszényesről (brushtail possum, common ringtail possum és greater glider) ismert, hogy eukaliptusz lombozatot fogyaszt. Tehát a koalák tankönyvi példákként szolgálnak annak tanulmányozására, hogy a bélben lévő mikrobiális közösségek hogyan fejlődhetnek, hogy a házigazdák egy speciális étkezési résszel gyarapodhassanak.,
korábban a kutatók tanulmányozták a koala bél mikrobiómát 16S rRNA szekvenálással (“ki van ott”, de nem “mit csinálnak”) és in vitro tesztekkel izolátumokkal (“mit csinálnak”, de csak egy maroknyi mikrobák között, amelyek alkalmasak a laboratóriumban történő tenyésztésre). Másrészről, a shotgun metagenomics egy forradalmi módszer a mikrobiális ökológiában, amely hozzáférést biztosít az összes mikrobiális genomhoz egy adott környezetben – beleértve a kulturálatlan túlnyomó többséget is.,
2014-ben Fulbright ösztöndíjas voltam a Queenslandi Egyetem Ausztrál Ökogenomikai központjában. A társ-szerzők voltunk, jól helyezkedik el, a további kutatás két okból: (1) az élő Brisbane-ben, volt hozzáférést sok bennszülött Ausztrál erszényes, valamint (2) a Központ specializálódott szekvencia-alapú megközelítések az ökológia, valamint az evolúció a mikrobiális közösségek, beleértve a számítási módszerek kitermelése a genom szekvenciát jelent az egyes mikrobiológiai populáció, anélkül, hogy nő a laborban.,
Koalas (nem Zagget) a Lone Pine Koala szentélyben, Brisbane-ben. Hitel: Miriam Shiffman cc by
úgy döntöttünk, hogy összehasonlító metagenomikákat használunk a mikrobák specializációjának tanulmányozására a koala emésztőrendszerben, összehasonlítva a koala mikrobiómát a legközelebbi élő rokonával, a wombattal. Koala unokatestvéreikkel ellentétben a wombatok olyan generalista növényevők, amelyek elsősorban füvet fogyasztanak, és nem esznek eukaliptuszt., Etikátlan lenne a koalákat etetni, kivéve az eukaliptusz leveleket, így a vombatok a legközelebb állnak egy természetes “kontrollcsoporthoz” a nem eukaliptuszevők számára.
e célból székletmintákból gyűjtöttünk és elemeztünk mikrobiális DNS-t, amelyek jó nem invazív proxy a bél mikrobiotájának tanulmányozásához. Zagget the koala and Phil the southern hairy-nosed wombat, both residents at Lone Pine Koala Sanctuary in Brisbane (http://koala.net/en-au/), e minták közül mindegyik kegyesen adományozott tanulmányunkhoz.,
ezeknek a metagenomikai adatoknak a felhasználásával közös és speciális metabolikus útvonalakat azonosítottunk a koala és wombat mikrobiomákban, mind közösségi szinten (génállományként), mind az egyes populációs genomokra történő zoomolással. Megvizsgáltuk a mikrobiális közösség tagságát is (a 16S rRNA amplicon szekvenálásán keresztül) nyolc koalán és hét wombaton keresztül, hogy általánosítsuk eredményeinket Phil és Zagget mellett.,
több, a koala és a wombat által megosztott mikrobiális vonalat találtunk, amelyek konzervált szerepet játszanak a lignocellulóz lebontásában (mind a gazdaszervezetek közös összetevője), valamint a karbamid újrahasznosításában (a növényevők közös útja). Mi is feltárt, több baktérium populációk, amelyek jellegzetes, hogy minden gazda, beleértve egy Synergistaceae népesség körében elterjedt, hogy a megkérdezett koalák, valamint kódolja több utak kapcsolatos bomlás Eukaliptusz vegyületek.
a déli szőrös orrú wombat (nem Phil)., Wikimedia (Kalyob)-CC BY-SA
hozzájárulásunk tartalmaz egy >99% teljes genomot ehhez a Synergistaceae populációhoz, amelyet előrejelzésünk szerint kulcsfontosságú méregtelenítőként szolgál a koala gut közösségben. Reméljük, hogy ez az információ ennek a populációnak a genom-irányított izolációjához vezet, amely nem szorosan kapcsolódik családjának más szekvenált tagjaihoz, és további vizsgálatot igényel.,
a bél mikrobiota szélsőséges étrend-specializációban betöltött szerepének jobb tudományos megértésén túl ez a munka olyan módszerekhez vezethet, amelyek visszaállítják a fogságban nevelt alultáplált koalák bél ökológiáját. Érdekes lesz annak meghatározása is, hogy az eukaliptuszt fogyasztó másik három Ausztrál marsupiál közös mikrobiota-e, vagy hogy a mikrobiális vonalak egymástól függetlenül fejlődtek-e ki az egyes gazdaszervezetekkel.
köszönet PeerJ-nek, hogy segített ezt a munkát széles közönségnek terjeszteni.,
olvassa el a teljes tanulmányt: a koala és a wombat széklet mikrobiomjainak gén-és genomközpontú analízise az eukaliptusz emésztés metabolikus specializációjára mutat
Vélemény, hozzászólás?