stringtranslate.com

Микробиом

Микробиом (от древнегреческого μικρός (mikrós)  «маленький» и βίος ( bíos)  «жизнь») — это сообщество микроорганизмов , которые обычно можно встретить живущими вместе в любой данной среде обитания . Более точное определение было дано в 1988 году Уиппсом и др. как «характерное микробное сообщество, занимающее достаточно четко определенную среду обитания, имеющую отличительные физико-химические свойства. Таким образом, этот термин относится не только к вовлеченным микроорганизмам, но и охватывает сферу их деятельности». В 2020 году международная группа экспертов опубликовала результаты своих обсуждений определения микробиома. Они предложили определение микробиома, основанное на возрождении «компактного, ясного и всеобъемлющего описания термина», первоначально предоставленного Уиппсом и др. , но дополненный двумя пояснительными абзацами, первый из которых подчеркивает динамический характер микробиома, а второй четко разделяет термин микробиота и термин микробиом . [1]

Микробиота состоит из всех живых членов, образующих микробиом. Большинство исследователей микробиома согласны, что бактерии, археи, грибы, водоросли и мелкие простейшие следует рассматривать как членов микробиома . Интеграция фагов , вирусов , плазмид и мобильных генетических элементов более спорна. «Театр активности» Уиппса включает существенную роль вторичных метаболитов в посредничестве сложных межвидовых взаимодействий и обеспечении выживания в конкурентной среде. Чувство кворума, вызванное малыми молекулами, позволяет бактериям контролировать кооперативную деятельность и адаптирует их фенотипы к биотической среде, что приводит, например, к межклеточной адгезии или образованию биопленки .

Все животные и растения образуют ассоциации с микроорганизмами, включая простейших, бактерии, археи, грибы и вирусы. В океане отношения между животными и микробами исторически изучались в системах с одним хозяином и симбионтом. Однако новые исследования разнообразия микроорганизмов, связанных с разнообразными морскими животными-хозяевами, перемещают область в исследования, которые изучают взаимодействия между животным-хозяином и многочленным микробиомом. Потенциал влияния микробиомов на здоровье, физиологию, поведение и экологию морских животных может изменить современное понимание того, как морские животные адаптируются к изменениям. Это особенно касается растущих изменений, связанных с климатом и антропогенными факторами, которые уже влияют на океан. Растительный микробиом играет ключевую роль в здоровье растений и производстве продуктов питания и в последние годы привлекал к себе значительное внимание. Растения живут в ассоциации с разнообразными микробными консорциумами , называемыми растительной микробиотой , живущими как внутри ( эндосфера ), так и снаружи (эписфера) растительных тканей. Они играют важную роль в экологии и физиологии растений. Предполагается, что основной микробиом растений содержит ключевые микробные таксоны, необходимые для здоровья растений и для приспособленности растительного холобионта . Аналогичным образом, микробиом кишечника млекопитающих стал ключевым регулятором физиологии хозяина, а коэволюция между хозяином и микробными линиями сыграла ключевую роль в адаптации млекопитающих к их разнообразному образу жизни.

Исследования микробиома зародились в микробиологии еще в семнадцатом веке. Развитие новых методов и оборудования стимулировало микробиологические исследования и вызвало сдвиги парадигмы в понимании здоровья и болезней. [2] Разработка первых микроскопов позволила открыть новый, неизвестный мир и привела к идентификации микроорганизмов. Инфекционные заболевания стали самым ранним объектом интереса и исследований. Однако лишь небольшая часть микроорганизмов связана с болезнями или патогенностью. Подавляющее большинство микробов необходимы для здорового функционирования экосистемы и известны полезными взаимодействиями с другими микробами и организмами. Концепция о том, что микроорганизмы существуют в виде отдельных клеток, начала меняться, поскольку становилось все более очевидным, что микробы встречаются в сложных сообществах , в которых взаимодействие и коммуникация видов имеют решающее значение. Открытие ДНК , разработка технологий секвенирования , ПЦР и методов клонирования позволили исследовать микробные сообщества с использованием подходов, независимых от культивирования. Дальнейшие сдвиги парадигмы произошли в начале этого века и продолжаются до сих пор, поскольку новые технологии секвенирования и накопленные данные о последовательностях высветили как повсеместность микробных сообществ в ассоциации внутри высших организмов, так и критически важную роль микробов в здоровье человека, животных и растений. Они произвели революцию в микробной экологии . Анализ геномов и метагеномов высокопроизводительным способом теперь обеспечивает высокоэффективные методы исследования функционирования как отдельных микроорганизмов, так и целых микробных сообществ в естественной среде обитания.

Фон

История

Исследования микробиома зародились в микробиологии и начались еще в семнадцатом веке. Разработка новых методов и оборудования стимулировала микробиологические исследования и вызвала сдвиги парадигмы в понимании здоровья и болезней. Поскольку инфекционные заболевания поражали человеческие популяции на протяжении большей части истории, медицинская микробиология была самым ранним объектом исследований и общественного интереса. Кроме того, пищевая микробиология является старой областью эмпирических приложений. Разработка первых микроскопов позволила открыть новый, неизвестный мир и привела к идентификации микроорганизмов . [1]

Доступ к ранее невидимому миру открыл глаза и умы исследователей семнадцатого века. Антони ван Левенгук исследовал разнообразные бактерии разных форм, грибы и простейшие , которых он называл анималькулами , в основном из образцов воды, грязи и зубного налета, и открыл биопленки как первое указание на взаимодействие микроорганизмов в сложных сообществах . Объяснение Робертом Кохом происхождения болезней человека и животных как следствие микробной инфекции и разработка концепции патогенности стали важной вехой в микробиологии. Эти открытия сместили фокус исследовательского сообщества и общественности на роль микроорганизмов как болезнетворных агентов, которые необходимо было устранить. [1]

Однако комплексные исследования за последнее столетие показали, что лишь небольшая часть микроорганизмов связана с болезнями или патогенностью. Подавляющее большинство микробов необходимы для функционирования экосистемы и известны своими полезными взаимодействиями с другими микробами, а также макроорганизмами. Фактически, поддержание здорового микробиома необходимо для здоровья человека и может быть целью для новых терапевтических средств. [3] В конце девятнадцатого века микробная экология началась с пионерской работы Мартинуса В. Бейеринка и Сергея Виноградского . Недавно созданная наука экологической микробиологии привела к еще одному сдвигу парадигмы: микроорганизмы повсюду в естественной среде, часто связаны с хозяевами , и впервые было сообщено о благотворном воздействии на их хозяев. [4] [5] [1]

Впоследствии концепция о том, что микроорганизмы существуют как отдельные клетки, начала меняться, поскольку становилось все более очевидным, что микробы встречаются в сложных сообществах, в которых взаимодействие и коммуникация видов имеют решающее значение для динамики популяции и функциональной активности. [6] Открытие ДНК , разработка технологий секвенирования , ПЦР и методов клонирования позволили исследовать микробные сообщества с использованием подходов, не зависящих от культивирования, основанных на ДНК и РНК . [7] [1]

Еще одним важным шагом стало введение филогенетических маркеров, таких как ген 16S рРНК для анализа микробного сообщества Карлом Воезе и Джорджем Э. Фоксом в 1977 году. [8] В настоящее время биологи могут штрихкодировать бактерии, археи , грибы , водоросли и простейших в их естественной среде обитания, например, путем нацеливания на их гены 16S и 18S рРНК , внутренний транскрибируемый спейсер (ITS) или, альтернативно, на определенные функциональные области генов, кодирующих определенные ферменты. [9] [10] [11] [1]

Еще один важный сдвиг парадигмы был инициирован в начале этого века и продолжается по сей день, поскольку новые технологии секвенирования и накопленные данные о последовательностях высветили как повсеместность микробных сообществ в ассоциации с высшими организмами, так и критически важную роль микробов в здоровье человека, животных и растений. [12] Эти новые возможности произвели революцию в микробной экологии , поскольку анализ геномов и метагеномов с высокой пропускной способностью обеспечивает эффективные методы для решения функционального потенциала отдельных микроорганизмов, а также целых сообществ в их естественной среде обитания. [13] [14] Технологии мультиомики , включая подходы метатранскриптома , метапротеома и метаболома, теперь предоставляют подробную информацию о микробной активности в окружающей среде. Основываясь на богатой базе данных, культивирование микробов, которое часто игнорировалось или недооценивалось в течение последних тридцати лет, приобрело новое значение, и высокопроизводительная культуромика теперь является важной частью инструментария для изучения микробиомов. Высокий потенциал и эффективность объединения нескольких «омических» методов для анализа взаимодействия хозяина и микроба подчеркиваются в нескольких обзорах. [15] [16] [1]

Этимология

Слово микробиом (от греческого micro — «маленький» и bíos — «жизнь») впервые было использовано Дж. Л. Мором в 1952 году в журнале The Scientific Monthly для обозначения микроорганизмов, обнаруженных в определенной среде. [59] [60]

Определения

Микробные сообщества обычно определяются как совокупность микроорганизмов, живущих вместе. Более конкретно, микробные сообщества определяются как многовидовые скопления, в которых (микро)организмы взаимодействуют друг с другом в смежной среде. [61] В 1988 году Уиппс и его коллеги, работающие над экологией ризосферных микроорганизмов, дали первое определение термина микробиом. [62] Они описали микробиом как комбинацию слов микро и биом , назвав «характерное микробное сообщество» в «достаточно четко определенной среде обитания, которая имеет отличительные физико-химические свойства» в качестве их «театра активности». Это определение представляет собой существенное продвижение определения микробного сообщества, поскольку оно определяет микробное сообщество с отличительными свойствами и функциями и его взаимодействие с окружающей средой, приводящее к образованию определенных экологических ниш. [1]

Однако за последние десятилетия было опубликовано много других определений микробиома. К 2020 году наиболее цитируемым было определение Ледерберга [63] , в котором микробиомы описывались в экологическом контексте как сообщество комменсальных , симбиотических и патогенных микроорганизмов в пространстве тела или другой среде. Маркези и Равель сосредоточились в своем определении на геномах и микробных (и вирусных) паттернах экспрессии генов и протеомах в данной среде и ее преобладающих биотических и абиотических условиях [64] . Все эти определения подразумевают, что общие концепции макроэкологии могут быть легко применены к взаимодействиям микроб-микроб, а также микроб-хозяин. Однако степень, в которой эти концепции, разработанные для макроэукариот , могут быть применены к прокариотам с их различным образом жизни в отношении покоя , изменчивости фенотипа и горизонтального переноса генов [65] , а также к микроэукариотам, не совсем ясна. Это поднимает проблему рассмотрения совершенно нового корпуса концептуальных экологических моделей и теории для экологии микробиома, особенно в отношении разнообразных иерархий взаимодействий микробов друг с другом и с биотической и абиотической средой хозяина. Многие текущие определения не в состоянии охватить эту сложность и описывают термин микробиом как охватывающий только геномы микроорганизмов. [1]

В 2020 году группа международных экспертов, организованная финансируемым ЕС проектом MicrobiomeSupport, [76] опубликовала результаты своих обсуждений определения микробиома. [1] Группа состояла из около 40 лидеров из различных областей микробиома, и около ста дополнительных экспертов со всего мира внесли свой вклад через онлайн-опрос. Они предложили определение микробиома, основанное на возрождении того, что они охарактеризовали как «компактное, ясное и всеобъемлющее описание термина», первоначально предоставленное Уиппсом и др . в 1988 году, [62] дополненное набором рекомендаций, учитывающих последующие технологические разработки и результаты исследований. Они четко разделяют термины микробиом и микробиота и дают всестороннее обсуждение, рассматривая состав микробиоты, гетерогенность и динамику микробиомов во времени и пространстве, стабильность и устойчивость микробных сетей, определение основных микробиомов и функционально значимых ключевых видов, а также коэволюционные принципы взаимодействия микроба и хозяина и межвидовых взаимодействий в микробиоме. [1]

Схема, иллюстрирующая состав термина «микробиом», включающий как микробиоту (сообщество микроорганизмов), так и их «театр активности» (структурные элементы, метаболиты/сигнальные молекулы и окружающие условия окружающей среды)
Термин микробиом охватывает как микробиоту (сообщество микроорганизмов), так и их «театр активности» (структурные элементы, метаболиты / сигнальные молекулы и окружающие условия окружающей среды. [1]

Группа экспертов расширила определение Уиппса и др ., содержащее все важные положения, которые остаются актуальными даже спустя 30 лет после его публикации в 1988 году, двумя пояснительными параграфами, различающими термины микробиом и микробиота и подчеркивающими его динамический характер, следующим образом:

Членство

Микробиота

Микробиота включает в себя всех живых членов, образующих микробиом. Большинство исследователей микробиома согласны с тем, что бактерии, археи, грибы, водоросли и мелкие простейшие должны рассматриваться как члены микробиома. [64] [1] Интеграция фагов , вирусов , плазмид и мобильных генетических элементов является более спорным вопросом в определении микробиома. Также нет четкого консенсуса относительно того, принадлежит ли внеклеточная ДНК, полученная из мертвых клеток, так называемая «реликтовая ДНК», к микробиому. [77] [1] Реликтовая ДНК может составлять до 40% секвенированной ДНК в почве, [78] и в среднем составляла до 33% от общей бактериальной ДНК в более широком анализе местообитаний с самой высокой долей 80% в некоторых образцах. [79] Несмотря на свою вездесущность и обилие, реликтовая ДНК оказала минимальное влияние на оценки таксономического и филогенетического разнообразия. [79] [1]

Когда дело доходит до использования конкретных терминов, четкое различие между микробиомом и микробиотой помогает избежать противоречий относительно членов микробиома. [1] Микробиота обычно определяется как совокупность живых микроорганизмов, присутствующих в определенной среде. [64] Поскольку фаги, вирусы, плазмиды, прионы, вироиды и свободная ДНК обычно не считаются живыми микроорганизмами, [80] они не принадлежат к микробиоте. [1]

Термин микробиом, как он был первоначально постулирован Уиппсом и его коллегами, [62] включает в себя не только сообщество микроорганизмов, но и их «театр активности». Последний включает в себя весь спектр молекул, продуцируемых микроорганизмами, включая их структурные элементы (нуклеиновые кислоты, белки, липиды, полисахариды), метаболиты (сигнальные молекулы, токсины, органические и неорганические молекулы) и молекулы, продуцируемые сосуществующими хозяевами и структурированные окружающими условиями окружающей среды. Поэтому все мобильные генетические элементы, такие как фаги, вирусы и «реликтовая» и внеклеточная ДНК, должны быть включены в термин микробиом, но не являются частью микробиоты. Термин микробиом также иногда путают с метагеномом . Однако метагеном четко определяется как набор геномов и генов членов микробиоты. [64] [1]

Исследования микробиома иногда фокусируются на поведении определенной группы микробиоты, как правило, в связи с четкой гипотезой или обоснованной ею. В научной литературе стало появляться все больше терминов, таких как бактериом , археом , микобиом или виром , но эти термины не относятся к биомам (региональной экосистеме с отчетливым скоплением (микро)организмов и физической средой, часто отражающей определенный климат и почву), как к самому микробиому. [1] Следовательно, было бы лучше использовать исходные термины (бактериальное, архейное или грибковое сообщество). В отличие от микробиоты, которую можно изучать отдельно, микробиом всегда состоит из всех членов, которые взаимодействуют друг с другом, живут в одной среде обитания и вместе образуют свою экологическую нишу. Устоявшийся термин виром происходит от вируса и генома и используется для описания вирусных метагеномов дробовика , состоящих из набора нуклеиновых кислот, связанных с определенной экосистемой или холобионтом . [81] Вирусные метагеномы можно предложить как более подходящий семантически и научно термин. [1]

Сети

Микробы взаимодействуют друг с другом, и эти симбиотические взаимодействия имеют различные последствия для микробной приспособленности, динамики популяции и функциональных возможностей в микробиоме. [82] Микробные взаимодействия могут быть как между микроорганизмами одного вида, так и между разными видами, родами, семействами и доменами жизни. Взаимодействия можно разделить на положительные, отрицательные и нейтральные типы. Положительные взаимодействия включают мутуализм , синергизм и комменсализм . Отрицательные взаимодействия включают аменсализм , хищничество , паразитизм , антагонизм и конкуренцию. Нейтральные взаимодействия - это взаимодействия, при которых не наблюдается никакого эффекта на функциональные возможности или приспособленность взаимодействующих видов концепций микробной жизненной стратегии. [83]

Микробиомы демонстрируют различные адаптивные стратегии . [1] Олиготрофы — это организмы, которые могут жить в среде, предлагающей очень низкие уровни питательных веществ , особенно углерода . Они характеризуются медленным ростом, низкими скоростями метаболизма и, как правило, низкой плотностью популяции. Олиготрофные среды включают глубокие океанические отложения, пещеры, ледниковые и полярные льды, глубокие подповерхностные почвы, водоносные горизонты, океанские воды и выщелоченные почвы. Напротив, копиотрофы процветают при гораздо более высоких концентрациях углерода и хорошо себя чувствуют в условиях высокого содержания органического субстрата, таких как отстойники для сточных вод. [85] [86]

В дополнение к олиготрофным и копиотрофным стратегам, структура конкурент-стрессоустойчивый-рудералы может влиять на результаты взаимодействий. [87] Например, микроорганизмы, конкурирующие за один и тот же источник, также могут извлекать выгоду друг от друга, конкурируя за одно и то же соединение на разных трофических уровнях . Устойчивость сложной микробной экосистемы зависит от трофических взаимодействий за один и тот же субстрат на разных уровнях концентрации. По состоянию на 2020 год микробные социальные адаптации в природе были недостаточно изучены. [1] Здесь молекулярные маркеры могут дать представление о социальных адаптациях, поддерживая теории, например, альтруистов и обманщиков в нативных микробиомах. [88] [1]

Коэволюция

Согласно подходу «разделения», микроорганизмы можно разделить на патогенные, нейтральные и симбионтные, в зависимости от их взаимодействия с хозяином. Коэволюция между хозяином и его ассоциированной микробиотой может быть соответственно описана как антагонистическая (основанная на отрицательных взаимодействиях) или мутуалистическая (основанная на положительных взаимодействиях). [1] [89]

Появление публикаций об оппортунистических патогенах и патобионтах в 2020 году привело к сдвигу в сторону целостного подхода в теории коэволюции. Целостный подход рассматривает хозяина и связанную с ним микробиоту как единое целое (так называемый холобионт ), которое коэволюционирует как единое целое. Согласно целостному подходу, болезненное состояние холобионта связано с дисбиозом , низким разнообразием связанной микробиоты и их изменчивостью: так называемое состояние патобиома. Здоровое состояние, с другой стороны, сопровождается эубиозом, высоким разнообразием и однородностью соответствующей микробиоты. [1]

Типы

Морской

Все животные на Земле образуют ассоциации с микроорганизмами, включая простейших, бактерии, археи, грибы и вирусы. В океане отношения между животными и микробами исторически изучались в системах с одним хозяином и симбионтом. Однако новые исследования разнообразия микроорганизмов, ассоциирующихся с разнообразными морскими животными-хозяевами, перемещают область в исследования, которые рассматривают взаимодействия между животным-хозяином и более многочленным микробиомом. Потенциал микробиомов влиять на здоровье, физиологию, поведение и экологию морских животных может изменить современное понимание того, как морские животные адаптируются к изменениям, и особенно к растущим изменениям, связанным с климатом и антропогенным воздействием, которые уже влияют на океаническую среду. [90]

В настоящее время изучаются микробиомы различных морских животных, от простых организмов, включая губки [91] и гребневиков [92], до более сложных организмов, таких как асцидии [93] и акулы. [94] [90]

Отношения между гавайским бобтейлом и биолюминесцентной бактерией Aliivibrio fischeri являются одними из наиболее изученных симбиотических отношений в море и представляют собой систему выбора для общих исследований симбиоза. Эти отношения дали представление о фундаментальных процессах в симбиозах животных и микробов, и особенно о биохимических взаимодействиях и сигнализации между хозяином и бактерией. [95] [96] [90]

Безкишечный морской олигохетовый червь Olavius ​​algarvensis является еще одним относительно хорошо изученным морским хозяином микробов. Эти трехсантиметровые черви обитают в мелководных морских отложениях Средиземного моря. Черви не содержат рта или пищеварительной или выделительной системы, но вместо этого питаются с помощью набора внеклеточных бактериальных эндосимбионтов, которые находятся за счет скоординированного использования серы, присутствующей в окружающей среде. [97] Эта система выиграла от некоторых из самых сложных инструментов «омики и визуализации. [98] Например, многомаркированное зондирование улучшило визуализацию микробиома [99] , а транскриптомика и протеомика были применены для изучения взаимодействий хозяина и микробиома, включая передачу энергии между хозяином и микробами [100] и распознавание консорциумов врожденной иммунной системой червя. [101] Главное преимущество этой системы заключается в том, что она дает возможность изучать взаимодействие хозяина и микробиома с низкоразнообразным микробным консорциумом, а также предлагает ряд ресурсов по геномике хозяина и микробов [98] [102] [90]

Колония кораллов Stylophora pistillata и бактерии Endozoicomonas (Ez) исследовали клетки (желтые) внутри щупалец S. pistillata, находящихся в агрегатах (Ez agg), а также непосредственно за пределами агрегата (b). [103]

Кораллы являются одним из наиболее распространенных примеров животного-хозяина, симбиоз которого с микроводорослями может перейти в дисбиоз и визуально обнаруживается как обесцвечивание. Микробиомы кораллов были изучены в различных исследованиях, которые демонстрируют, как изменения в океанической среде, в первую очередь температура, свет и неорганические питательные вещества, влияют на численность и производительность симбионтов микроводорослей, а также на кальцификацию и физиологию хозяина. [104] [105] Исследования также показали, что резидентные бактерии, археи и грибы дополнительно способствуют круговороту питательных веществ и органических веществ внутри коралла, причем вирусы также, возможно , играют роль в структурировании состава этих членов, тем самым обеспечивая один из первых проблесков многодоменного симбиоза морских животных. [106] Гаммапротеобактерия Endozoicomonas становится центральным членом микробиома коралла, обладающим гибкостью в своем образе жизни. [103] [107] Учитывая недавнее массовое обесцвечивание рифов, [108] кораллы, вероятно, продолжат оставаться полезной и популярной системой для исследований симбиоза и дисбиоза. [90]

Губки являются обычными представителями разнообразных бентосных местообитаний океана, а их обилие и способность фильтровать большие объемы морской воды привели к осознанию того, что эти организмы играют важнейшую роль в воздействии на бентосные и пелагические процессы в океане. [109] Они являются одной из древнейших линий животных и имеют относительно простой план строения тела, который обычно ассоциируется с бактериями, археями, водорослевыми простейшими, грибами и вирусами. [110] Микробиомы губок состоят из специализированных и универсальных микроорганизмов, и сложность их микробиома, по-видимому, формируется филогенией хозяина. [111] Исследования показали, что микробиом губок способствует круговороту азота в океанах, особенно посредством окисления аммиака археями и бактериями. [112] [113] Совсем недавно было показано, что микробные симбионты тропических губок производят и хранят гранулы полифосфата, [114] возможно, позволяя хозяину переживать периоды истощения фосфата в олиготрофной морской среде. [115] Микробиомы некоторых видов губок, по-видимому, меняют структуру сообщества в ответ на изменяющиеся условия окружающей среды, включая температуру [116] и закисление океана, [117] [118] , а также синергетические воздействия. [119]

Микробиомы китообразных могут быть трудно оценить из-за трудностей с доступом к микробным образцам. Например, многие виды китов редки и являются глубоководными ныряльщиками. Существуют различные методы отбора проб микробиома кишечника китообразных . Наиболее распространенным является сбор образцов фекалий из окружающей среды и взятие пробы из центра, который не загрязнен. [ 122] Кожа является барьером, защищающим морских млекопитающих от внешнего мира. Эпидермальный микробиом на коже является показателем того, насколько здорово животное, а также является экологическим индикатором состояния окружающей среды. Знание того, как выглядит микробиом кожи морских млекопитающих в типичных условиях, позволяет понять, чем эти сообщества отличаются от свободных микробных сообществ, обнаруженных в море. [123] Китообразные находятся в опасности, поскольку на них воздействуют множественные факторы стресса, которые делают их более уязвимыми к различным заболеваниям. Они были высоко восприимчивы к инфекциям дыхательных путей, но мало что известно об их респираторном микробиоме. Отбор проб выдыхаемого воздуха или «выдоха» китообразных может дать оценку их состояния здоровья. Выдох состоит из смеси микроорганизмов и органического материала , включая липиды , белки и клеточный детрит, полученный из слизистой оболочки дыхательных путей, которые при попадании в относительно более прохладный наружный воздух конденсируются, образуя видимую массу пара, которую можно собрать. Существуют различные методы сбора образцов выдыхаемого воздуха, одним из последних является использование воздушных беспилотников. Этот метод обеспечивает более безопасную, тихую и менее инвазивную альтернативу и часто экономически эффективный вариант для мониторинга фауны и флоры. Образцы выдыхаемого воздуха доставляются в лабораторию, где микробиота дыхательных путей усиливается и секвенируется. Использование воздушных беспилотников оказалось более успешным с крупными китообразными из-за медленной скорости плавания и больших размеров выдыхаемого воздуха. [124] [125] [120] [126]

Наземные

Растение

Растительный микробиом играет роль в здоровье растений и производстве продуктов питания и в последние годы привлекает к себе значительное внимание. [128] [129] Растения живут в ассоциации с разнообразными микробными консорциумами . Эти микробы, называемые микробиотой растений , живут как внутри ( эндосфера ), так и снаружи (эписфера) растительных тканей и играют важную роль в экологии и физиологии растений. [130] «Считается, что основной растительный микробиом включает ключевые микробные таксоны, которые важны для приспособленности растений и установлены посредством эволюционных механизмов отбора и обогащения микробных таксонов, содержащих основные функциональные гены для приспособленности растительного холобионта». [131]

Микробиомы растений формируются как факторами, связанными с самим растением, такими как генотип, орган, вид и состояние здоровья, так и факторами, связанными с окружающей средой растения, такими как управление, землепользование и климат. [132] В некоторых исследованиях сообщалось, что состояние здоровья растения отражается или связано с его микробиомом. [133] [128] [134] [129]

Растение и связанная с растением микробиота колонизируют различные ниши на растительной ткани и внутри нее. Все надземные части растения вместе, называемые филлосферой , представляют собой постоянно развивающуюся среду обитания из-за ультрафиолетового (УФ) излучения и изменяющихся климатических условий. Она в основном состоит из листьев. Подземные части растения, в основном корни, обычно находятся под влиянием свойств почвы. Вредные взаимодействия влияют на рост растений через патогенную деятельность некоторых членов микробиоты. С другой стороны, полезные микробные взаимодействия способствуют росту растений. [127]

Животное

Микробиом кишечника млекопитающих стал ключевым регулятором физиологии хозяина [136], а коэволюция между хозяином и микробными линиями сыграла ключевую роль в адаптации млекопитающих к их разнообразному образу жизни. Диета, особенно травоядность , является важным коррелятом микробного разнообразия у млекопитающих [137] [138] Большинство микробиомов млекопитающих также тесно связаны с филогенией хозяина , несмотря на глубокие изменения в диете [137] [139] [140] [141] Это говорит о том, что факторы хозяина, которые сами по себе изменяются в филогении хозяина, такие как физиология кишечника, играют важную роль в структурировании микробиомов кишечника у млекопитающих. Предполагается, что адаптивная иммунная система позвоночных развилась именно как такой фактор для избирательного поддержания симбиотического гомеостаза [142] [135]

Важность факторов, коррелирующих с филогенией, для разнообразия микробиомов позвоночных в целом все еще плохо изучена. Филосимбиоз , или наблюдение, что более близкородственные виды хозяев имеют более схожие микробиомы, [143] [144] был описан в ряде таксонов не млекопитающих. [145] [146] Другие анализы обнаружили существенные различия в филосимбиотических сигналах среди таксонов млекопитающих, [147] иногда с противоречивыми результатами. [148] [149] Наличие надежной филосимбиотической корреляции подразумевает, что факторы хозяина контролируют микробную сборку . Даже если конкретные механизмы неизвестны, изменение силы или наличия измеримого филосимбиотического сигнала в филогении хозяина может оказаться полезным для выявления таких механизмов с помощью сравнительных исследований. Однако по состоянию на 2020 год большинство исследований были сосредоточены только на нескольких таксонах одновременно, а различные методы как исследования микробиома, так и измерения филосимбиоза и специфичности хозяина (или ограничения микробов определенными линиями хозяина) затруднили обобщения. [135]

Без более широкого эволюционного контекста неясно, насколько универсально сохраняющиеся паттерны филосимбиоза хозяина и микроба на самом деле. Растущие данные указывают на то, что четкие паттерны, выявленные у млекопитающих, являются скорее исключением, чем правилом у позвоночных. Метаанализы рыб  [150] и птиц  [151] не смогли обнаружить силу корреляций с диетой и филогенией, зарегистрированных у млекопитающих. Недавний анализ образцов более чем 100 видов позвоночных также показал, что сила филогенетической корреляции намного выше у млекопитающих, чем у птиц, рептилий, амфибий или рыб. [152] Все большее признание получает тот факт, что у беспозвоночных животных фундаментальные аспекты отношений хозяина с его симбиотическим сообществом могут кардинально меняться между таксонами: многие насекомые полностью зависят от микробов для ключевых метаболитов , в то время как другие, по-видимому, лишены резидентных кишечных микробов. [153] [135]

Человек

Микробиом человека представляет собой совокупность всей микробиоты , которая находится на или внутри тканей и биожидкостей человека вместе с соответствующими анатомическими участками, в которых она находится, [154] включая кожу, молочные железы, семенную жидкость, матку, фолликулы яичников, легкие, слюну, слизистую оболочку полости рта , конъюнктиву , желчные пути и желудочно-кишечный тракт . Типы микробиоты человека включают бактерии , археи , грибы , простейшие и вирусы . Хотя микроживотные также могут жить на теле человека, они, как правило, исключаются из этого определения. В контексте геномики термин «микробиом человека» иногда используется для обозначения коллективных геномов резидентных микроорганизмов; [155] термин «метагеном человека» имеет то же значение. [154]

Люди колонизируются многими микроорганизмами, с примерно тем же порядком величины нечеловеческих клеток, что и человеческие клетки. [156] Некоторые микроорганизмы, которые колонизируют людей, являются комменсальными , то есть они сосуществуют, не причиняя вреда или пользы людям; другие имеют мутуалистические отношения со своими хозяевами-людьми. [155] : 700  [157] И наоборот, некоторые непатогенные микроорганизмы могут наносить вред хозяевам-людям через производимые ими метаболиты , такие как триметиламин , который организм человека преобразует в N-оксид триметиламина посредством окисления, опосредованного FMO3 . [158] [159] Некоторые микроорганизмы выполняют задачи, которые, как известно, полезны для хозяина-человека, но роль большинства из них не очень хорошо изучена. Те, которые, как ожидается, присутствуют и которые при нормальных обстоятельствах не вызывают заболевания, иногда считаются нормальной флорой или нормальной микробиотой . [155]

Проект «Микробиом человека» (HMP) взялся за проект по секвенированию генома микробиоты человека, уделяя особое внимание микробиоте, которая обычно обитает на коже, во рту, носу, пищеварительном тракте и влагалище. [155] Он достиг важной вехи в 2012 году, когда были опубликованы его первые результаты. [160]

Оценка

В настоящее время доступные методы изучения микробиомов, так называемые мультиомики , варьируются от высокопроизводительной изоляции ( культуромика ) и визуализации ( микроскопия ) до нацеливания на таксономический состав ( метабаркодирование ) или рассмотрения метаболического потенциала ( метабаркодирование функциональных генов, метагеномика ) для анализа микробной активности ( метатранскриптомика , метапротеомика , метаболомика ). На основе данных метагенома можно реконструировать микробные геномы . В то время как первые собранные с помощью метагенома геномы были реконструированы из образцов окружающей среды, [161] в последние годы несколько тысяч бактериальных геномов были отбракованы без культивирования организмов, лежащих в основе. Например, в 2019 году из 9428 метагеномов было реконструировано 154 723 микробных генома глобального человеческого микробиома . [162] [1]

Компьютерное моделирование микробиомов использовалось для дополнения экспериментальных методов исследования микробной функции путем использования мультиомных данных для прогнозирования сложной межвидовой и хозяин-видовой динамики. [163] [164] Популярный метод in silico заключается в объединении моделей метаболических сетей микробных таксонов, присутствующих в сообществе, и использовании стратегии математического моделирования, такой как анализ баланса потоков, для прогнозирования метаболической функции микробного сообщества на уровне таксона и сообщества. [165] [166]

По состоянию на 2020 год понимание остается ограниченным из-за недостающих связей между огромной доступностью данных о последовательности ДНК микробиома , с одной стороны, и ограниченной доступностью микробных изолятов, необходимых для подтверждения метагеномных предсказаний функции гена, с другой стороны. [1] Данные метагенома предоставляют площадку для новых предсказаний, однако для укрепления связей между последовательностью и строгими функциональными предсказаниями требуется гораздо больше данных. Это становится очевидным, если учесть, что замена одного единственного аминокислотного остатка другим может привести к радикальному функциональному изменению, что приведет к неправильному функциональному назначению данной последовательности гена. [167] Кроме того, необходимо культивирование новых штаммов, чтобы помочь идентифицировать большую долю неизвестных последовательностей, полученных из метагеномных анализов, которая для плохо изученных экосистем может составлять более 70%. В зависимости от применяемого метода, даже в хорошо изученных микробиомах, 40–70% аннотированных генов в полностью секвенированных микробных геномах не имеют известной или предсказанной функции. [168] По состоянию на 2019 год 85 из 118 установленных на тот момент типов не имели ни одного описанного вида, что представляет собой проблему для понимания функционального разнообразия прокариот . [169] [1]

Число прокариотических филумов может достигать сотен, а архейные относятся к числу наименее изученных. [169] Растущий разрыв между разнообразием бактерий и архей, содержащихся в чистой культуре , и теми, которые обнаружены молекулярными методами, привел к предложению о создании формальной номенклатуры для еще не культивируемых таксонов, в первую очередь на основе информации о последовательностях. [170] [171] Согласно этому предложению, концепция видов Candidatus будет распространена на группы близкородственных последовательностей генома, и их названия будут опубликованы в соответствии с установленными правилами бактериальной номенклатуры . [1]

Каждая система микробиома подходит для решения различных типов вопросов, основанных на культивируемости микробов, генетической управляемости микробов и хозяина (где это применимо), способности поддерживать систему в лабораторных условиях и способности сделать хозяина/окружающую среду безмикробной. [172]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al Берг, Габриэле ; Рыбакова Дарья; Фишер, Дорин; Чернава, Томислав; и др. (2020). «Повторное рассмотрение определения микробиома: старые концепции и новые проблемы». Микробиом . 8 (1): 103. дои : 10.1186/s40168-020-00875-0 . ПМЦ  7329523 . ПМИД  32605663. Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  2. ^ Боктор, Джозеф; Оведа, Мариам; Эль-Хадиди, Мохамед (2023), Митра, Супарна (ред.), «Комплексное руководство по анализу микробиома с использованием R», Metagenomic Data Analysis , т. 2649, Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer US, стр. 393–436, doi :10.1007/978-1-0716-3072-3_20, ISBN 978-1-0716-3071-6, PMID  37258874 , получено 24 ноября 2023 г.
  3. ^ Merchak A, Gaultier A. Микробные метаболиты и иммунная регуляция: новые цели для большого депрессивного расстройства. Brain Behav Immun Health. 2 ноября 2020 г.;9:100169. doi: 10.1016/j.bbih.2020.100169. PMID 34589904; PMCID: PMC8474524.
  4. ^ Хилтнер Л. (1902) "Die Keimungsverhältnisse der Leguminosensamen und ihre Beeinflussung durch Organismenwirkung". В: Парей П. и Спрингер Дж. (ред.) Arb Biol Abt Land u Forstw K Gsndhtsamt , 3 , Берлин. Страницы 1–545.
  5. ^ Мечников Э. Продление жизни: оптимистические исследования. Сыновья Г. П. Патнэма; 1908.
  6. ^ Bassler, BL (2002) «Светская беседа: межклеточная коммуникация у бактерий». Cell , 109 (4): 421–424. doi :10.1016/S0092-8674(02)00749-3.
  7. ^ Brul, S., Kallemeijn, W. и Smits, G. (2008) «Функциональная геномика для пищевой микробиологии: молекулярные механизмы адаптации слабых органических кислот-консервантов в дрожжах». CAB Rev , 3 : 1–14. doi :10.1079/PAVSNNR20083005.
  8. ^ ab Woese, CR; Fox, GE (1977). "Филогенетическая структура прокариотического домена: первичные царства". Труды Национальной академии наук . 74 (11): 5088–5090. Bibcode : 1977PNAS...74.5088W. doi : 10.1073/pnas.74.11.5088 . PMC 432104. PMID  270744 . 
  9. ^ Uksa, M., Schloter, M., Endesfelder, D., Kublik, S., Engel, M., Kautz, T., Köpke, U. и Fischer, D. (2015) «Прокариоты в недрах — доказательства сильного пространственного разделения различных типов путем анализа сетей совместной встречаемости». Frontiers in microbiology , 6 : 1269. doi :10.3389/fmicb.2015.01269.
  10. ^ Maritz, JM, Rogers, KH, Rock, TM, Liu, N., Joseph, S., Land, KM и Carlton, JM (2017) «Рабочий процесс 18S рРНК для характеристики простейших в сточных водах с акцентом на зоонозные трихомонады». Микробная экология , 74 (4): 923–936. doi :10.1007/s00248-017-0996-9.
  11. ^ Purahong, W., Wubet, T., Lentendu, G., Schloter, M., Pecyna, MJ, Kapturska, D., Hofrichter, M., Krüger, D. и Buscot, F. (2016) «Жизнь в листовой подстилке: новые взгляды на динамику сообщества бактерий и грибов во время разложения подстилки». Молекулярная экология , 25 (16): 4059–4074. doi :10.1111/mec.13739.
  12. ^ Lozupone, CA, Stombaugh, JI, Gordon, JI, Jansson, JK и Knight, R. (2012) «Разнообразие, стабильность и устойчивость микробиоты кишечника человека». Nature , 489 (7415): 220–230. doi :10.1038/nature11550.
  13. ^ Вентер, Дж. К., Ремингтон, К., Гейдельберг, Дж. Ф., Халперн, АЛ, Раш, Д., Эйзен, Дж. А., Ву, Д., Паульсен, И., Нельсон, К. Э., Нельсон, У. и Фоутс, Д. Э. (2004) «Экологическое геномное дробовик-секвенирование Саргассова моря». Science , 304 (5667): 66–74. doi :10.1126/science.1093857.
  14. ^ Лю, Л., Ли, Й., Ли, С., Ху, Н., Хе, Й., Понг, Р., Линь, Д., Лу, Л. и Лоу, М. (2012) «Сравнение систем секвенирования следующего поколения». BioMed Research International , 2012 : 251364. doi : 10.1155/2012/251364.
  15. ^ Stegen, JC, Bottos, EM и Jansson, JK (2018) «Единая концептуальная структура для прогнозирования и контроля микробиомов». Current Opinion in Microbiology , 44 : 20–27. doi :10.1016/j.mib.2018.06.002.
  16. ^ Knight, R., Vrbanac, A., Taylor, BC, Aksenov, A., Callewaert, C., Debelius, J., Gonzalez, A., Kosciolek, T., McCall, LI, McDonald, D. и Melnik, AV (2018) «Лучшие практики анализа микробиомов». Nature Reviews Microbiology , 16 (7): 410–422. doi :10.1038/s41579-018-0029-9.
  17. ^ Лейн, Ник (2015). «Невидимый мир: размышления о Левенгуке (1677) «О маленьких животных». Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 370 (1666). doi :10.1098/rstb.2014.0344. PMC 4360124. PMID  25750239 . 
  18. ^ Джарвис, Чарльз Э. (2016). «Пьер Антонио Микели (1679–1737) и Карл Линней (1707–1778)». Webbia . 71 (1): 1–24. Bibcode :2016Webbi..71....1J. doi :10.1080/00837792.2016.1147210. S2CID  88308313.
  19. ^ Ридель, Стефан (2005). «Эдвард Дженнер и история оспы и вакцинации». Труды Медицинского центра Университета Бейлора . 18 (1): 21–25. doi :10.1080/08998280.2005.11928028. PMC 1200696. PMID  16200144 . 
  20. ^ Мартини, Алессандро (1993). «Происхождение и одомашнивание винных дрожжей Saccharomyces cerevisiae». Журнал исследований вина . 4 (3): 165–176. doi :10.1080/09571269308717966.
  21. ^ Берче, П. (2012). «Луи Пастер, от кристаллов жизни до вакцинации». Клиническая микробиология и инфекция . 18. Elsevier BV: 1–6. doi : 10.1111/j.1469-0691.2012.03945.x . ISSN  1198-743X. PMID  22882766.
  22. ^ Эванс, А.С. (1976) «Причинность и болезнь: пересмотр постулатов Генле-Коха». Йельский журнал биологии и медицины , 49 (2): 175.
  23. ^ Дворкин, Мартин; Гутник, Дэвид (2012). «Сергей Виноградский: основатель современной микробиологии и первый микробный эколог» (PDF) . Обзоры микробиологии FEMS . 36 (2): 364–379. doi :10.1111/j.1574-6976.2011.00299.x. PMID  22092289.
  24. ^ Хартманн, Антон; Ротбаллер, Михаэль; Шмид, Михаэль (2008). «Лоренц Хилтнер, пионер в области микробной экологии ризосферы и исследований почвенной бактериологии». Plant and Soil . 312 (1–2): 7–14. Bibcode : 2008PlSoi.312....7H. doi : 10.1007/s11104-007-9514-z. S2CID  4419735.
  25. ^ "Флуоресцентный микроскоп". Микроскопы — помогают ученым исследовать скрытые миры . Нобелевский фонд . Получено 28 сентября 2008 г.
  26. ^ Борман, С., Рассел, Х. и Сиуздак, Г., (2003) «Хронология масс-спектрометрии. Разработка методов измерения массы была Нобелевской премией». Todays Chemist at Work , 12 (9): 47–50.
  27. ^ Ваксман, Сельман А. (1953). "Сергей Николаевич Виноградский: 1856-1953". Science . 118 (3054): 36–37. Bibcode :1953Sci...118...36W. doi :10.1126/science.118.3054.36. PMID  13076173.
  28. ^ Гриффит, Фред (1928). «Значение типов пневмококков». Журнал гигиены . 27 (2): 113–159. doi :10.1017/S0022172400031879. PMC 2167760. PMID  20474956 . 
  29. ^ Хейс, В. (1966) «Генетическая трансформация: ретроспективная оценка», Первая лекция памяти Гриффита. Микробиология , 45 (3): 385–397.
  30. ^ Американское химическое общество (1999) Открытие и разработка пенициллина, 1928–1945. Международные исторические химические достопримечательности, Музей лаборатории Александра Флеминга, Лондон.
  31. ^ Руска, Эрнст (1987). «Развитие электронного микроскопа и электронной микроскопии (Нобелевская лекция)». Angewandte Chemie International Edition на английском языке . 26 (7): 595–605. doi :10.1002/anie.198705953.
  32. ^ Avery, OT; MacLeod, CM; McCarty, M. (1979). «Исследования химической природы вещества, вызывающего трансформацию пневмококковых типов. Индукция трансформации фракцией дезоксирибонуклеиновой кислоты, выделенной из пневмококка типа III». Журнал экспериментальной медицины . 149 (2): 297–326. doi :10.1084/jem.149.2.297. PMC 2184805. PMID  33226. 
  33. ^ o'Malley, Maureen A. (2018). «Экспериментальное исследование бактериальной эволюции и его значение для современного синтеза эволюционной биологии». Журнал истории биологии . 51 (2): 319–354. doi :10.1007/s10739-017-9493-8. PMID  28980196. S2CID  4055566.
  34. ^ Рич, Александр (2003). «Двойная спираль: история двух складок». Nature Structural & Molecular Biology . 10 (4): 247–249. doi :10.1038/nsb0403-247. PMID  12660721. S2CID  6089989.
  35. ^ Кэссиди, Эндрю; Джонс, Джулия (2014). «Развитие гибридизации in situ». Методы . 70 (1): 39–45. doi :10.1016/j.ymeth.2014.04.006. PMID  24747923.
  36. ^ Крик, Фрэнсис (1970). «Центральная догма молекулярной биологии». Nature . 227 (5258): 561–563. Bibcode : 1970Natur.227..561C. doi : 10.1038/227561a0. PMID  4913914. S2CID  4164029.
  37. ^ Мейер, Вероника (2013). Практическая высокоэффективная жидкостная хроматография. Хобокен, Нью-Джерси: Wiley. ISBN 978-1-118-68134-3. OCLC  864917338.
  38. ^ Грунштейн, М.; Хогнесс, Д.С. (1975). «Гибридизация колоний: метод изоляции клонированных ДНК, содержащих определенный ген». Труды Национальной академии наук . 72 (10): 3961–3965. Bibcode : 1975PNAS...72.3961G. doi : 10.1073 /pnas.72.10.3961 . PMC 433117. PMID  1105573. 
  39. ^ Sanger, F.; Nicklen, S.; Coulson, AR (1977). «Секвенирование ДНК с ингибиторами обрыва цепи». Труды Национальной академии наук . 74 (12): 5463–5467. Bibcode : 1977PNAS...74.5463S. doi : 10.1073/pnas.74.12.5463 . PMC 431765. PMID  271968 . 
  40. ^ Хизер, Джеймс М.; Чейн, Бенджамин (2016). «Последовательность секвенаторов: история секвенирования ДНК» (PDF) . Геномика . 107 (1): 1–8. doi :10.1016/j.ygeno.2015.11.003. PMC 4727787 . PMID  26554401. S2CID  27846422. 
  41. ^ Эме, Лора; Спанг, Аня; Ломбард, Джонатан; Стэйрс, Кортни В.; Эттема, Тийс Дж. Г. (2017). «Археи и происхождение эукариот». Nature Reviews Microbiology . 15 (12): 711–723. doi :10.1038/nrmicro.2017.133. PMID  29123225. S2CID  8666687.
  42. ^ Fiers, W.; Contreras, R.; Duerinck, F.; Haegeman, G.; Iserentant, D.; Merregaert, J.; Min Jou, W.; Molemans, F.; Raeymaekers, A.; Van Den Berghe, A.; Volckaert, G.; Ysebaert, M. (1976). "Полная нуклеотидная последовательность РНК бактериофага MS2: первичная и вторичная структура гена репликазы". Nature . 260 (5551): 500–507. Bibcode :1976Natur.260..500F. doi :10.1038/260500a0. PMID  1264203. S2CID  4289674.
  43. ^ Prusiner, Stanley B. (1982). «Новые белковые инфекционные частицы вызывают скрепи». Science . 216 (4542): 136–144. Bibcode :1982Sci...216..136P. doi :10.1126/science.6801762. PMID  6801762.
  44. ^ Маллис, КБ (1990) «Необычное происхождение полимеразной цепной реакции». Scientific American , 262 (4): 56–65.
  45. ^ Хигучи, Рассел; Фоклер, Карита; Доллингер, Гэвин; Уотсон, Роберт (1993). «Кинетический ПЦР-анализ: мониторинг реакций амплификации ДНК в реальном времени». Nature Biotechnology . 11 (9): 1026–1030. doi :10.1038/nbt0993-1026. PMID  7764001. S2CID  5714001.
  46. ^ Bentleylawrence, J.; Villnave, CA; Singer, RH (1988). «Чувствительное, высокоразрешающее картирование хроматина и хромосом in situ: наличие и ориентация двух тесно интегрированных копий EBV в линии лимфомы». Cell . 52 (1): 51–61. doi :10.1016/0092-8674(88)90530-2. PMID  2830981. S2CID  17565963.
  47. ^ Хубер, Д.; Фойт фон Фойтенберг, Л.; Кайгала, Г. В. (2018). «Флуоресцентная гибридизация in situ (FISH): история, ограничения и чего ожидать от микромасштабной FISH?». Микро- и наноинженерия . 1. Elsevier BV: 15–24. doi : 10.1016/j.mne.2018.10.006 . ISSN  2590-0072.
  48. ^ Маргулис, Линн (1991). Симбиоз как источник эволюционных инноваций: видообразование и морфогенез. Кембридж, Массачусетс: MIT Press. ISBN 978-0-262-13269-5. OCLC  22597587.
  49. ^ Чжан, Тонг; Фанг, Герберт HP (2006). «Применение полимеразной цепной реакции в реальном времени для количественной оценки микроорганизмов в образцах окружающей среды». Прикладная микробиология и биотехнология . 70 (3). Springer Science and Business Media LLC: 281–289. doi :10.1007/s00253-006-0333-6. ISSN  0175-7598. PMID  16470363. S2CID  206934494.
  50. ^ Флемминг, Ханс-Курт (1993). «Биоплёнки и защита окружающей среды». Water Science and Technology . 27 (7–8): 1–10. doi :10.2166/wst.1993.0528.
  51. ^ Флемминг (2011). Основные моменты биопленки. Гейдельберг, Нью-Йорк: Springer-Verlag Berlin Heidelberg. ISBN 978-3-642-19940-0. OCLC  769756150.
  52. ^ Аманн, RI; Людвиг, W.; Шлейфер, KH (1995). «Филогенетическая идентификация и обнаружение in situ отдельных микробных клеток без культивирования». Microbiological Reviews . 59 (1): 143–169. doi :10.1128/mr.59.1.143-169.1995. PMC 239358 . PMID  7535888. 
  53. ^ Флейшманн, Роберт Д.; и др. (1995). «Случайное секвенирование всего генома и сборка Haemophilus influenzae Rd». Science . 269 (5223): 496–512. Bibcode :1995Sci...269..496F. doi :10.1126/science.7542800. PMID  7542800.
  54. ^ Кульский, Ежи К. (2016). «Секвенирование следующего поколения — обзор истории, инструментов и «омических» приложений». Секвенирование следующего поколения — достижения, приложения и проблемы. doi : 10.5772/61964. ISBN 978-953-51-2240-1. S2CID  86041893.
  55. ^ Stern, A.; Mick, E.; Tirosh, I.; Sagy, O.; Sorek, R. (2012). «Нацеливание CRISPR выявляет резервуар общих фагов, связанных с микробиомом кишечника человека». Genome Research . 22 (10): 1985–1994. doi :10.1101/gr.138297.112. PMC 3460193. PMID  22732228 . 
  56. ^ Шадт, Э. Э.; Тернер, С.; Касарскис, А. (2010). «Окно в секвенирование третьего поколения». Молекулярная генетика человека . 19 (R2): R227–R240. doi : 10.1093/hmg/ddq416 . PMID  20858600.
  57. ^ Фогель, Тимоти М.; Симоне, Паскаль; Янссон, Джанет К.; Хирш, Пенни Р.; Тиедже, Джеймс М.; Ван Элзас, Ян Дирк; Бейли, Марк Дж.; Налин, Рено; Филиппо, Лоран (2009). «Terra Genome: консорциум по секвенированию метагенома почвы». Nature Reviews Microbiology . 7 (4): 252. doi : 10.1038/nrmicro2119 . S2CID  2144462.
  58. ^ Гилберт, Джек А.; Мейер, Фолкер; Янссон, Джанет; Гордон, Джефф; Пейс, Норман; Тиедже, Джеймс; Лей, Рут; Фирер, Ноа; Филд, Дон; Кирпидес, Никос; Глокнер, Франк-Оливер; Кленк, Ханс-Питер; Уоммак, К. Эрик; Гласс, Элизабет; Дочерти, Кэтрин; Гэллери, Рэйчел; Стивенс, Рик; Найт, Роб (2010). «Проект микробиома Земли: отчет о встрече «1-й встречи EMP по выбору и получению образцов» в Аргоннской национальной лаборатории 6 октября 2010 г.». Стандарты в геномных науках . 3 (3): 249–253. doi :10.4056/aigs.1443528. PMC 3035312 . PMID  21304728. 
  59. ^ "BioConcepts". www.biological-concepts.com . Архивировано из оригинала 4 июня 2023 г. Получено 18 декабря 2020 г. .
  60. ^ "microbiome" . Oxford English Dictionary (Online ed.). Oxford University Press . Получено 18 декабря 2020 г. . (Требуется подписка или членство в участвующем учреждении.)
  61. ^ Конопка, А. (2009) «Что такое экология микробного сообщества?» Журнал ISME , 3 (11): 1223–1230. Конопка, А., 2009. Что такое экология микробного сообщества? Журнал ISME, 3(11), стр.1223–1230. doi :10.1038/ismej.2009.88.
  62. ^ abcd Whipps J., Lewis K. и Cooke R. (1988) «Микопаразитизм и борьба с болезнями растений». В: Burge M (ред.) Fungi in Biological Control Systems , Manchester University Press, страницы 161–187. ISBN 9780719019791 . 
  63. ^ ab Lederberg, J. и McCray, AT (2001) «'Ome Sweet'Omics — генеалогическая сокровищница слов». The Scientist , 15 (7): 8.
  64. ^ abcde Marchesi, JR и Ravel, J. (2015) «Словарь исследований микробиома: предложение». Microbiome , 3 (31). doi :10.1186/s40168-015-0094-5.
  65. ^ Проссер, JI, Боханнан, BJ, Кертис, TP, Эллис, RJ, Файрстоун, MK, Фреклтон, RP, Грин, JL, Грин, LE, Киллхэм, K., Леннон, JJ и Осборн, AM (2007) «Роль экологической теории в микробной экологии». Nature Reviews Microbiology , 5 (5): 384–392. doi :10.1038/nrmicro1643.
  66. ^ дель Кармен Ороско-Москеда, М., дель Кармен Роча-Гранадос, М., Глик, Б. Р. и Сантойо, Г. (2018) «Микробиомная инженерия для улучшения механизмов биоконтроля и стимулирования роста растений». Microbiological Research , 208 : 25–31. doi :10.1016/j.micres.2018.01.005.
  67. ^ ab Словарь Merriam-Webster – микробиом.
  68. ^ Проект «Микробиом человека». Доступ 25 августа 2020 г.
  69. ^ Nature.com: Microbiome. Доступ 25 августа 2020 г.
  70. ^ ScienceDirect: Microbiome Доступно 25 августа 2020 г.
  71. ^ Аревало, П., ВанИнсберге, Д., Элшербини, Дж., Гор, Дж. и Польц, М. Ф. (2019) «Подход обратной экологии, основанный на биологическом определении микробных популяций». Cell , 178 (4): 820–834. doi :10.1016/j.cell.2019.06.033.
  72. ^ Schlaeppi, K. и Bulgarelli, D. (2015) «Микробиом растений в действии». Молекулярные взаимодействия растений и микробов , 28 (3): 212–217. doi :10.1094/MPMI-10-14-0334-FI.
  73. ^ Rogers YH и Zhang C. (2016) «Геномные технологии в медицине и здравоохранении: прошлое, настоящее и будущее». В: Kumar D и Antonarakis S. (ред.) Medical and Health Genomics . Oxford: Academic Press, страницы 15–28. ISBN 9780127999227 . 
  74. ^ Хо, Х. Э. и Буньяванич, С. (2018) «Роль микробиома в пищевой аллергии». Текущие отчеты по аллергии и астме , 18 (4): 27. doi :10.1007/s11882-018-0780-z.
  75. ^ Уайтсайд, СА, Разви, Х., Дэйв, С., Рейд, Г. и Бертон и Дж. П. (2015) «Микробиом мочевыводящих путей — роль, выходящая за рамки инфекции». Nature Reviews Urology , 12 (2): 81–90. doi :10.1038/nrurol.2014.361.
  76. ^ Проект MicrobiomeSupport
  77. ^ Карини, Пол (2016) Перепись мертвых: история микробной «реликтовой ДНК» в почве. Архивировано 28 сентября 2021 г. в Wayback Machine Nature Research: Microbiology .
  78. ^ Карини, П., Марсден, П.Дж., Лефф, Дж.У., Морган, Э.Е., Стрикленд, М.С. и Фирер, Н. (2016) «Реликтовая ДНК широко распространена в почве и затрудняет оценку микробного разнообразия почвы». Nature Microbiology , 2 (3): 1–6. doi :10.1038/nmicrobiol.2016.242.
  79. ^ ab Lennon, JT, Muscarella, ME, Placella, SA и Lehmkuhl, BK (2018) «Как, когда и где реликтовая ДНК влияет на микробное разнообразие». mBio , 9 (3). doi :10.1128/mBio.00637-18.
  80. ^ Дюпре Дж. О., О'Мэлли М. А. (2009) «Разновидности живых существ: жизнь на пересечении происхождения и метаболизма». В: Нормандин С. и Вулф К. (ред.) Витализм и научный образ в науке о жизни в период после Просвещения 1800–2010 гг . Дордрехт: Springer, страницы 311–344. ISBN 9789400724457 . 
  81. ^ Макдэниел, Л., Брейтбарт, М., Мобберли, Дж., Лонг, А., Хейнс, М., Ровер, Ф. и Пол, Дж. Х., 2008. Метагеномный анализ лизогении в заливе Тампа: последствия для экспрессии генов профага. PLoS One, 3(9), стр. e3263. doi : 10.1371/journal.pone.0003263.
  82. ^ Баннерджи, Самиран; Шлеппи, Клаус; Ван дер Хейден, Марсель ГА (2018). «Ключевые таксоны как движущие силы структуры и функционирования микробиома» (PDF) . Nature Reviews Microbiology . 16 (9): 567–576. doi :10.1038/s41579-018-0024-1. PMID  29789680. S2CID  46895123.
  83. ^ Керн, Лара; Абдин, Сухаиб К; Колодзейчик, Александра А; Элинав, Эран (октябрь 2021 г.). «Комменсальные межбактериальные взаимодействия, формирующие микробиоту». Current Opinion in Microbiology . 63 : 158–171. doi : 10.1016/j.mib.2021.07.011. PMID  34365152.
  84. ^ Риера, Жоан Луис; Балдо, Лаура (29 сентября 2020 г.). «Микробные сети совместной встречаемости кишечной микробиоты выявляют сохранение сообщества и изменения, связанные с диетой, у цихлид». Микробиом животных . 2 (1). Springer Science and Business Media LLC: 36. doi : 10.1186/s42523-020-00054-4 . ISSN  2524-4671. PMC 7807433. PMID 33499972  .  Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  85. ^ Кох, Артур Л. (2001). «Олиготрофы против копиотрофов». BioEssays . 23 (7). Wiley: 657–661. doi :10.1002/bies.1091. ISSN  0265-9247. PMID  11462219. S2CID  39126203.
  86. ^ Хо, Адриан; Лонардо, Д. Паоло Ди; Боделье, Пол LE (22 января 2017 г.). «Пересмотр концепций жизненной стратегии в экологической микробной экологии». FEMS Microbiology Ecology . 93 (3). Oxford University Press (OUP): fix006. doi : 10.1093/femsec/fix006. hdl : 20.500.11755/97637b47-779a-413c-8397-81f77393a479 . ISSN  1574-6941. PMID  28115400.
  87. ^ Хо, Адриан; Лонардо, Д. Паоло Ди; Боделье, Пол LE (2017). «Пересмотр концепций жизненной стратегии в экологической микробной экологии». FEMS Microbiology Ecology . 93 (3): fix006. doi : 10.1093/femsec/fix006 . hdl : 20.500.11755/97637b47-779a-413c-8397-81f77393a479 . PMID  28115400.
  88. ^ Баннерджи, Самиран; Шлеппи, Клаус; Ван дер Хейден, Марсель ГА (2018). «Ключевые таксоны как движущие силы структуры и функционирования микробиома» (PDF) . Nature Reviews Microbiology . 16 (9): 567–576. doi :10.1038/s41579-018-0024-1. PMID  29789680. S2CID  46895123.
  89. ^ Лефтич, Филип Т.; Эджингтон, Мэтью П.; Чепмен, Трейси (9 сентября 2020 г.). «Эффективность передачи управляет ассоциациями хозяин–микроб». Труды Королевского общества B: Биологические науки . 287 (1934): 20200820. doi :10.1098/rspb.2020.0820. ISSN  0962-8452. PMC 7542779. PMID 32873208  . 
  90. ^ abcdef Apprill, A. (2017) «Микробиомы морских животных: к пониманию взаимодействий хозяина и микробиома в меняющемся океане». Frontiers in Marine Science , 4 : 222. doi :10.3389/fmars.2017.00222.Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  91. ^ Вебстер, Н. С., Негри, А. П., Ботте, Е. С., Лаффи, П. В., Флорес, Ф., Нунан, С., Шмидт, К. и Утике, С. (2016) «Микробы коралловых рифов, ассоциированные с хозяином, реагируют на кумулятивное давление потепления и закисления океана». Научные отчеты , 6 : 19324. doi :10.1038/srep19324.
  92. ^ Дэниелс, К. и Брейтбарт, М. (2012) «Бактериальные сообщества, связанные с гребневиками Mnemiopsis leidyi и Beroe ovata ». FEMS Microbiology Ecology , 82 (1): 90–101. doi :10.1111/j.1574-6941.2012.01409.x.
  93. ^ Blasiak, LC, Zinder, SH, Buckley, DH и Hill, RT (2014) «Бактериальное разнообразие, связанное с туникой модельного хордового Ciona intestinalis ». Журнал ISME , 8 (2): 309–320. doi :10.1038/ismej.2013.156.
  94. ^ Гивенс, CE, Рэнсом, Б., Бано, Н. и Холлибо, Дж. Т. (2015) «Сравнение микробиомов кишечника 12 костистых рыб и 3 видов акул». Серия «Прогресс морской экологии» , 518 : 209–223. doi :10.3354/meps11034.
  95. ^ МакФолл-Нгай, М. Дж. (2000) «Переговоры между животными и бактериями: «дипломатия» симбиоза кальмара и вибриона». Сравнительная биохимия и физиология , часть A: Молекулярная и интегративная физиология , 126 (4): 471–480. doi :10.1016/S1095-6433(00)00233-6.
  96. ^ МакФолл-Нгай, М. (2014) «Угадывание сущности симбиоза: идеи из модели кальмара-вибриона». PLoS Biology , 12 (2): e1001783. doi :10.1371/journal.pbio.1001783.
  97. ^ Дубилье, Н., Мюльдерс, К., Фердельман, Т., де Бир, Д., Пернталер, А., Кляйн, М., Вагнер, М., Эрсеус, К., Тирманн, Ф., Кригер, Дж. и Гир, О. (2001) «Эндосимбиотические сульфатредуцирующие и сульфидокисляющие бактерии у олигохетного червя». Nature , 411 (6835): 298–302. doi :10.1038/35077067.
  98. ^ ab Woyke, T., Teeling, H., Ivanova, NN, Huntemann, M., Richter, M., Gloeckner, FO, Boffelli, D., Anderson, IJ, Barry, KW, Shapiro, HJ и Szeto, E. (2006) «Понимание симбиоза посредством метагеномного анализа микробного консорциума». Nature , 443 (7114): 950–955. doi :10.1038/nature05192.
  99. ^ Шимак, МП, Кляйнер, М., Ветцель, С., Либеке, М., Дубилье, Н. и Фукс, Б. М. (2016) «MiL-FISH: многомеченые олигонуклеотиды для флуоресцентной гибридизации in situ улучшают визуализацию бактериальных клеток». Прикладная и экологическая микробиология , 82 (1): 62–70. doi :10.1128/AEM.02776-15.
  100. ^ Kleiner, M., Wentrup, C., Lott, C., Teeling, H., Wetzel, S., Young, J., Chang, YJ, Shah, M., VerBerkmoes, NC, Zarzycki, J. и Fuchs, G. (2012) «Метапротеомика бескишечного морского червя и его симбиотического микробного сообщества раскрывает необычные пути использования углерода и энергии». Труды Национальной академии наук , 109 (19): E1173–E1182. doi :10.1073/pnas.1121198109.
  101. ^ Wippler, J., Kleiner, M., Lott, C., Gruhl, A., Abraham, PE, Giannone, RJ, Young, JC, Hettich, RL и Dubilier, N. (2016) «Транскриптомное и протеомное понимание врожденного иммунитета и адаптации к симбиотическому образу жизни у бескишечного морского червя Olavius ​​algarvensis ». BMC Genomics , 17 (1): 942. doi :10.1186/s12864-016-3293-y.
  102. ^ Ruehland, C., Blazejak, A., Lott, C., Loy, A., Erséus, C. и Dubilier, N. (2008) «Множественные бактериальные симбионты у двух видов совместно встречающихся бескишечных олигохет из отложений средиземноморской морской травы». Микробиология окружающей среды , 10 (12): 3404–3416. doi :10.1111/j.1462-2920.2008.01728.x.
  103. ^ ab Neave, MJ, Apprill, A., Ferrier-Pagès, C. и Voolstra, CR (2016) «Разнообразие и функции распространенных симбиотических морских бактерий рода Endozoicomonas ». Прикладная микробиология и биотехнология , 100 (19): 8315–8324. doi :10.1007/s00253-016-7777-0.
  104. ^ Дубинский, З. и Йокиель, П. Л. (1994) «Соотношение потоков энергии и питательных веществ регулирует симбиоз между зооксантеллами и кораллами». Pacific Science , 48 (3): 313–324.
  105. ^ Энтони, KR, Клайн, DI, Диас-Пулидо, G., Дав, S. и Хоег-Галдберг, O. (2008) «Океаническое закисление вызывает обесцвечивание и потерю продуктивности у строителей коралловых рифов». Труды Национальной академии наук , 105 (45): 17442–17446. doi :10.1073/pnas.0804478105.
  106. ^ Борн, Д. Г., Морроу, К. М. и Вебстер, Н. С. (2016) «Взгляд на микробиом кораллов: основа здоровья и устойчивости экосистем рифов». Ежегодный обзор микробиологии , 70 : 317–340. doi :10.1146/annurev-micro-102215-095440.
  107. ^ Neave, MJ, Michell, CT, Apprill, A. и Voolstra, CR (2017) «Геномы Endozoicomonas обнаруживают функциональную адаптацию и пластичность в бактериальных штаммах, симбиотически связанных с разнообразными морскими хозяевами». Scientific Reports , 7 : 40579. doi :10.1038/srep40579.
  108. ^ Хьюз, TP, Керри, JT, Альварес-Норьега, M., Альварес-Ромеро, JG, Андерсон, KD, Бэрд, AH, Бабкок, RC, Бегер, M., Беллвуд, DR, Беркельманс, R. и Бридж, TC (2017) «Глобальное потепление и повторяющееся массовое обесцвечивание кораллов». Nature , 543 (7645): 373–377. doi :10.1038/nature21707.
  109. ^ Белл, Дж. Дж. (2008) «Функциональные роли морских губок». Estuarine, Coastal and Shelf Science , 79 (3): 341–353. doi :10.1016/j.ecss.2008.05.002.
  110. ^ Вебстер, Н. С. и Томас, Т. (2016) «Губчатый хологеном». mBio , 7 (2). doi :10.1128/mBio.00135-16.
  111. ^ Томас, Т., Моитиньо-Силва, Л., Лурги, М., Бьорк, Дж. Р., Иссон, К., Астудильо-Гарсия, К., Олсон, Дж. Б., Эрвин, П. М., Лопес-Легентиль, С., Лютер, Х. и Чавес-Фоннегра, А. (2016) «Разнообразие, структура и конвергентная эволюция глобального микробиома губок». Nature Communications , 7 (1): 1–12. doi :10.1038/ncomms11870.
  112. ^ Байер, К., Шмитт, С. и Хентшель, У. (2008) «Физиология, филогения и in situ доказательства наличия бактериальных и архейных нитрификаторов в морской губке Aplysina aerophoba ». Микробиология окружающей среды , 10 (11): 2942–2955. doi :10.1111/j.1462-2920.2008.01582.x.
  113. ^ Радакс, Р., Хоффманн, Ф., Рапп, Х. Т., Лейнингер, С. и Шлепер, К. (2012) «Аммиакокисляющие археи как основные факторы нитрификации холодноводных губок». Экологическая микробиология , 14 (4): 909_923. doi :10.1111/j.1462-2920.2011.02661.x.
  114. ^ Чжан, Ф., Блазиак, Л.С., Каролин, Дж.О., Пауэлл, Р.Дж., Геддес, К.Д. и Хилл, Р.Т. (2015) «Секвестрация фосфора в форме полифосфата микробными симбионтами в морских губках». Труды Национальной академии наук , 112 (14): 4381–4386. doi :10.1073/pnas.1423768112.
  115. ^ Колман, А.С. (2015) «Губчатые симбионты и морской цикл P». Труды Национальной академии наук , 112 (14): 4191–4192. doi :10.1073/pnas.1502763112.
  116. ^ Simister, R., Taylor, MW, Tsai, P., Fan, L., Bruxner, TJ, Crowe, ML и Webster, N. (2012) «Реакции на тепловой стресс в бактериальной биосфере губки Большого Барьерного рифа, Rhopaloeides odorabile ». Микробиология окружающей среды , 14 (12): 3232–3246. doi :10.1111/1462-2920.12010.
  117. ^ Morrow, KM, Bourne, DG, Humphrey, C., Botté, ES, Laffy, P., Zaneveld, J., Uthicke, S., Fabricius, KE и Webster, NS (2015) «Естественные вулканические просачивания CO 2 раскрывают будущие траектории для ассоциаций хозяин–микроб в кораллах и губках». Журнал ISME , 9 (4): 894–908. doi :10.1038/ismej.2014.188.
  118. ^ Рибес, М., Кальво, Э., Мовилла, Дж., Логарес, Р., Кома, Р. и Пелехеро, К. (2016) «Реструктуризация микробиома губок способствует устойчивости к закислению океана» . Отчеты по экологической микробиологии , 8 (4): 536–544. doi :10.1111/1758-2229.12430.
  119. ^ Лессер, М. П., Фиоре, К., Слэттери, М. и Заневельд, Дж. (2016) «Стрессовые факторы изменения климата дестабилизируют микробиом карибской бочкообразной губки Xestospongia muta ». Журнал экспериментальной морской биологии и экологии , 475 : 11–18. doi :10.1016/j.jembe.2015.11.004.
  120. ^ ab Acevedo-Whitehouse K, Rocha-Gosselin A, Gendron D (апрель 2010 г.). «Новый неинвазивный инструмент для наблюдения за болезнями свободно плавающих китов и его значение для программ сохранения». Animal Conservation . 13 (2): 217–225. doi :10.1111/j.1469-1795.2009.00326.x. S2CID  86518859.
  121. ^ Пиротта В., Смит А., Островски М., Рассел Д., Йонсен ИД., Греч А., Харкорт Р. (декабрь 2017 г.). «Экономичный дрон, изготовленный по индивидуальному заказу, для оценки здоровья китов». Frontiers in Marine Science . 4 : 425. doi : 10.3389/fmars.2017.00425 .
  122. ^ Suzuki A, Ueda K, Segawa T, Suzuki M (июнь 2019 г.). «Фекальная микробиота антильского ламантина Trichechus manatus manatus». FEMS Microbiology Letters . 366 (11). doi : 10.1093/femsle/fnz134. PMID  31210263.
  123. ^ Apprill A, Mooney TA, Lyman E, Stimpert AK, Rappé MS (апрель 2011 г.). «Горбатые киты являются пристанищем для комбинации специфических и изменчивых кожных бактерий». Environmental Microbiology Reports . 3 (2): 223–232. Bibcode : 2011EnvMR...3..223A. doi : 10.1111/j.1758-2229.2010.00213.x. PMID  23761254.
  124. ^ Vendl C, Ferrari BC, Thomas T, Slavich E, Zhang E, Nelson T, Rogers T (август 2019 г.). «Межгодовое сравнение основных таксонов и состава сообщества микробиоты горбатых китов Восточной Австралии». FEMS Microbiology Ecology . 95 (8). doi : 10.1093/femsec/fiz102 . PMID  31260051.
  125. ^ Centelleghe C, Carraro L, Gonzalvo J, Rosso M, Esposti E, Gili C, Bonato M, Pedrotti D, Cardazzo B, Povinelli M, Mazzariol S (2020). «Использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для отбора проб микробиома мелких китообразных». PLOS ONE . 15 (7): e0235537. Bibcode : 2020PLoSO..1535537C. doi : 10.1371/journal.pone.0235537 . PMC 7332044. PMID  32614926 . 
  126. ^ Geoghegan JL, Pirotta V, Harvey E, Smith A, Buchmann JP, Ostrowski M, Eden JS, Harcourt R, Holmes EC (июнь 2018 г.). «Вирусологическое взятие проб недоступной дикой природы с помощью дронов». Вирусы . 10 (6): 300. doi : 10.3390/v10060300 . PMC 6024715. PMID  29865228 . 
  127. ^ ab Shelake, RM, Pramanik, D. и Kim, JY (2019) «Исследование взаимодействий растений и микробов для устойчивого сельского хозяйства в эпоху CRISPR». Микроорганизмы , 7 (8): 269. doi :10.3390/microorganisms7080269.Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  128. ^ ab Тернер, Томас Р.; Джеймс, Юэн К .; Пул, Филип С. (2013). «Микробиом растений». Genome Biology . 14 (6): 209. doi : 10.1186/gb-2013-14-6-209 . PMC 3706808. PMID  23805896. 
  129. ^ ab Purahong, Witoon; Orrù, Luigi; Donati, Irene; Perpetuini, Giorgia; Cellini, Antonio; Lamontanara, Antonella; Michelotti, Vania; Tacconi, Gianni; Spinelli, Francesco (2018). "Микробиом растений и его связь со здоровьем растений: виды-хозяева, органы и инфекция Pseudomonas syringae pv. Actinidiae, формирующая бактериальные сообщества филлосферы растений киви". Frontiers in Plant Science . 9 : 1563. doi : 10.3389/fpls.2018.01563 . PMC 6234494. PMID  30464766 . .Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  130. ^ Dastogeer, KM, Tumpa, FH, Sultana, A., Akter, MA и Chakraborty, A. (2020) «Микробиом растений — учет факторов, формирующих состав и разнообразие сообщества». Current Plant Biology : 100161. doi :10.1016/j.cpb.2020.100161.Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  131. ^ Компант, С., Самад, А., Файст, Х. и Сесситч, А. (2019) «Обзор микробиома растений: экология, функции и новые тенденции в микробиологическом применении». Журнал передовых исследований , 19 : 29_37. doi :10.1016/j.jare.2019.03.004.
  132. ^ Брингель, Франсуаза; Куаэ, Иван (2015). «Основные роли микроорганизмов филлосферы на стыке функционирования растений и динамики газовых примесей в атмосфере». Frontiers in Microbiology . 06 : 486. doi : 10.3389/fmicb.2015.00486 . PMC 4440916. PMID  26052316 . 
  133. ^ Берендсен, Роланд Л.; Питерс, Корне М.Дж.; Баккер, Питер AHM (2012). «Ризосферный микробиом и здоровье растений». Trends in Plant Science . 17 (8): 478–486. doi :10.1016/j.tplants.2012.04.001. hdl : 1874/255269 . PMID  22564542. S2CID  32900768.
  134. ^ Берг, Габриэле; Грубе, М.; Шлотер , М.; Смолла, К. (2014). «Микробиом растений и его значение для здоровья растений и человека». Frontiers in Microbiology . 5 : 491. doi : 10.3389/fmicb.2014.00491 . PMC 4166366. PMID  25278934. 
  135. ^ abcd Song, Se Jin; Sanders, Jon G.; Delsuc, Frédéric; Metcalf, Jessica; et al. (2020). «Сравнительный анализ микробиомов кишечника позвоночных выявляет сходство между птицами и летучими мышами». mBio . 11 (1). doi :10.1128/mBio.02901-19. PMC 6946802 . PMID  31911491.  Измененный текст был скопирован из этого источника, который доступен по лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International.
  136. ^ МакФолл-Нгай, Маргарет; Хэдфилд, Майкл Г.; Бош, Томас К. Г.; Кэри, Ханна В.; и др. (2013). «Животные в бактериальном мире, новый императив для наук о жизни». Труды Национальной академии наук . 110 (9): 3229–3236. Bibcode : 2013PNAS..110.3229M. doi : 10.1073/pnas.1218525110 . PMC 3587249. PMID  23391737 . 
  137. ^ ab Ley, Ruth E.; Hamady, Micah; Lozupone, Catherine; Turnbaugh, Peter J.; Ramey, Rob Roy; Bircher, J. Stephen; Schlegel, Michael L.; Tucker, Tammy A.; Schrenzel, Mark D.; Knight, Rob; Gordon, Jeffrey I. (2008). "Эволюция млекопитающих и их кишечных микробов". Science . 320 (5883): 1647–1651. Bibcode :2008Sci...320.1647L. doi :10.1126/science.1155725. PMC 2649005 . PMID  18497261. 
  138. ^ Muegge, Brian D.; Kuczynski, Justin; Knights, Dan; Clemente, Jose C.; González, Antonio; Fontana, Luigi; Henrissat, Bernard; Knight, Rob; Gordon, Jeffrey I. (2011). «Диета стимулирует конвергенцию функций микробиома кишечника в филогенезе млекопитающих и у людей». Science . 332 (6032): 970–974. Bibcode :2011Sci...332..970M. doi :10.1126/science.1198719. PMC 3303602 . PMID  21596990. 
  139. ^ Амато, Кэтрин Р.; г. Сандерс, Джон; Сонг, Се Джин; Нут, Майкл; Меткалф, Джессика Л.; Томпсон, Люк Р.; Мортон, Джеймс Т.; Амир, Амнон; дж. Маккензи, Валери; Хамфри, Грегори; Гогул, Грант; Гаффни, Джеймс; л. Баден, Андреа; а. Бриттон, Джиллиан; п. Куоццо, Фрэнк; Ди Фиоре, Энтони; дж. Домини, Натаниэль; л. Голдберг, Тони; Гомес, Андрес; Ковалевски, Мартин М.; дж. Льюис, Ребекка; Линк, Андрес; л. Сотер, Мишель; Текот, Стейси; а. Уайт, Брайан; э. Нельсон, Карен; м. Стампф, Ребекка; Найт, Роб; р. Ли, Стивен (2019). «Эволюционные тенденции в физиологии хозяина перевешивают диетическую нишу в структурировании микробиомов кишечника приматов». Журнал ISME . 13 (3): 576–587. Bibcode : 2019ISMEJ..13..576A. doi : 10.1038/s41396-018-0175-0. PMC 6461848. PMID  29995839 . 
  140. ^ Groussin, Mathieu; Mazel, Florent; Sanders, Jon G.; Smillie, Chris S.; Lavergne, Sébastien; Thuiller, Wilfried; Alm, Eric J. (2017). «Раскрытие процессов формирования микробиомов кишечника млекопитающих в течение эволюционного времени». Nature Communications . 8 : 14319. Bibcode : 2017NatCo...814319G. doi : 10.1038/ncomms14319. PMC 5331214. PMID  28230052 . 
  141. ^ Сандерс, Джон Г.; Бейхман, Аннабель К.; Роман, Джо; Скотт, Джаррод Дж.; Эмерсон, Дэвид; Маккарти, Джеймс Дж.; Жиргис, Питер Р. (2015). «У усатых китов уникальный кишечный микробиом, сходный как с микробиомом плотоядных, так и травоядных». Nature Communications . 6 : 8285. Bibcode :2015NatCo...6.8285S. doi :10.1038/ncomms9285. PMC 4595633 . PMID  26393325. 
  142. ^ МакФолл-Нгай, Маргарет (2007). «Забота о сообществе». Nature . 445 (7124): 153. doi : 10.1038/445153a . PMID  17215830. S2CID  9273396.
  143. ^ Брукер, Роберт М.; Борденштейн, Сет Р. (2012). «Роли эволюционных отношений хозяина (род: Nasonia) и развития в структурировании микробных сообществ». Эволюция . 66 (2): 349–362. doi : 10.1111/j.1558-5646.2011.01454.x . PMID  22276533. S2CID  13850805.
  144. ^ Брукс, Эндрю В.; Коль, Кевин Д.; Брукер, Роберт М.; Ван Опстал, Эдвард Дж.; Борденштейн, Сет Р. (2016). «Филосимбиоз: взаимоотношения и функциональные эффекты микробных сообществ в истории эволюции хозяина». PLOS Biology . 14 (11): e2000225. doi : 10.1371/journal.pbio.2000225 . PMC 5115861. PMID  27861590. 
  145. ^ Сандерс, Джон Г.; Пауэлл, Скотт; Кронауэр, Дэниел Дж. К.; Васконселос, Херальдо Л.; Фредериксон, Меган Э.; Пирс, Наоми Э. (2014). «Стабильность и филогенетическая корреляция в микробиоте кишечника: уроки муравьев и обезьян». Молекулярная экология . 23 (6): 1268–1283. Bibcode : 2014MolEc..23.1268S. doi : 10.1111/mec.12611. PMID  24304129. S2CID  8854653.
  146. ^ Поллок, Ф. Джозеф; Макмайндс, Райан; Смит, Стайлс; Борн, Дэвид Г.; Уиллис, Бетт Л.; Медина, Моника; Тербер, Ребекка Вега; Заневельд, Джесси Р. (2018). «Бактерии, ассоциированные с кораллами, демонстрируют филосимбиоз и кофилогению». Nature Communications . 9 (1): 4921. Bibcode :2018NatCo...9.4921P. doi :10.1038/s41467-018-07275-x. PMC 6250698 . PMID  30467310. 
  147. ^ Нисида, Алекс Х.; Охман, Ховард (2018). «Скорости расхождения микробиома кишечника у млекопитающих». Молекулярная экология . 27 (8): 1884–1897. Bibcode : 2018MolEc..27.1884N. doi : 10.1111/mec.14473. PMC 5935551. PMID  29290090. 
  148. ^ Филлипс, Кейлеб Д.; Фелан, Джорджина; Дауд, Скот Э.; Макдоноу, Молли М.; и др. (2012). «Анализ микробиома среди летучих мышей описывает влияние филогении хозяина, жизненного цикла, физиологии и географии». Молекулярная экология . 21 (11): 2617–2627. Bibcode :2012MolEc..21.2617P. CiteSeerX 10.1.1.258.9368 . doi :10.1111/j.1365-294X.2012.05568.x. PMID  22519571. S2CID  12320060. 
  149. ^ Каррильо-Араужо, Марио; Тааа, Неслихан; Алькантара-Эрнандес, Росио Х.; Гаона, Осирис; Шондубе, Хорхе Э.; Медельан, Родриго А.; Янссон, Джанет К.; Фалькан, Луиза И. (2015). «Состав микробиома летучих мышей рода Phyllostomid связан с филогенией хозяина и стратегиями питания». Frontiers in Microbiology . 6 : 447. doi : 10.3389/fmicb.2015.00447 . PMC 4437186. PMID  26042099 . 
  150. ^ Суллам, Карен Э.; Эссингер, Стивен Д.; Лозупоне, Кэтрин А.; О'Коннор, Майкл П.; Розен, Гейл Л.; Найт, Р. О. Б.; Килхэм, Сьюзан С.; Рассел, Джейкоб А. (2012). «Экологические факторы, формирующие кишечные бактериальные сообщества рыб: метаанализ». Молекулярная экология . 21 (13): 3363–3378. Bibcode : 2012MolEc..21.3363S. doi : 10.1111/j.1365-294X.2012.05552.x. PMC 3882143. PMID  22486918 . 
  151. ^ Уэйт, Дэвид В.; Тейлор, Майкл В. (2015). «Изучение микробиоты кишечника птиц: текущие тенденции и будущие направления». Frontiers in Microbiology . 6 : 673. doi : 10.3389/fmicb.2015.00673 . PMC 4490257. PMID  26191057 . 
  152. ^ Youngblut, Nicholas D.; Reischer, Georg H.; Walters, William; Schuster, Nathalie; Walzer, Chris; Stalder, Gabrielle; Ley, Ruth E.; Farnleitner, Andreas H. (2019). «Рацион хозяина и эволюционная история объясняют различные аспекты разнообразия микробиома кишечника среди клад позвоночных». Nature Communications . 10 (1): 2200. Bibcode :2019NatCo..10.2200Y. doi :10.1038/s41467-019-10191-3. PMC 6522487 . PMID  31097702. 
  153. ^ Хаммер, Тобин Дж.; Сандерс, Джон Г.; Фирер, Ноа (2019). «Не всем животным нужен микробиом». FEMS Microbiology Letters . 366 (10). doi :10.1093/femsle/fnz117. PMID  31132110.
  154. ^ ab Marchesi JR, Ravel J (2015). "Словарь исследований микробиома: предложение". Microbiome . 3 : 31. doi : 10.1186/s40168-015-0094-5 . PMC 4520061 . PMID  26229597. Microbiome Этот термин относится ко всей среде обитания, включая микроорганизмы (бактерии, археи, низшие и высшие эукариоты и вирусы), их геномы (т. е. гены) и окружающие условия окружающей среды. Это определение основано на определении "биома", биотических и абиотических факторов данной среды. Другие в этой области ограничивают определение микробиома набором генов и геномов членов микробиоты. Утверждается, что это определение метагенома , который в сочетании с окружающей средой составляет микробиом. 

  155. ^ abcd Sherwood L, Willey J, Woolverton C (2013). Микробиология Прескотта (9-е изд.). Нью-Йорк: McGraw Hill. С. 713–721. ISBN 9780073402406. OCLC  886600661.
  156. ^ Sender R, Fuchs S, Milo R (январь 2016 г.). «Действительно ли мы значительно уступаем по численности? Пересматривая соотношение бактериальных и хозяйских клеток у людей». Cell . 164 (3): 337–40. doi : 10.1016/j.cell.2016.01.013 . PMID  26824647.
  157. ^ Quigley EM (сентябрь 2013 г.). «Кишечные бактерии в здоровье и болезни». Гастроэнтерология и гепатология . 9 (9): 560–9. PMC 3983973. PMID 24729765  . 
  158. ^ Falony G, Vieira-Silva S, Raes J (2015). «Микробиология встречает большие данные: случай триметиламина, полученного из кишечной микробиоты». Annual Review of Microbiology . 69 : 305–21. doi : 10.1146/annurev-micro-091014-104422 . PMID  26274026. мы рассматриваем литературу по триметиламину (ТМА), метаболиту, вырабатываемому микробиотой и связанному с развитием атеросклероза.
  159. ^ Gaci N, Borrel G, Tottey W, O'Toole PW, Brugère JF (ноябрь 2014 г.). «Археи и кишечник человека: новое начало старой истории». World Journal of Gastroenterology . 20 (43): 16062–78. doi : 10.3748/wjg.v20.i43.16062 . PMC 4239492. PMID  25473158. Триметиламин — это исключительно продукт, получаемый микробиотой из питательных веществ (лецитин, холин, ТМАО , L-карнитин) из обычного рациона, из которого, по-видимому, возникают два заболевания: триметиламинурия (или синдром запаха рыбы) и сердечно-сосудистое заболевание из-за проатерогенного свойства его окисленной формы, получаемой из печени. 
  160. ^ «Проект NIH Human Microbiome определяет нормальный состав бактерий в организме». NIH News. 13 июня 2012 г.
  161. ^ Anantharaman, Karthik; Brown, Christopher T.; Hug, Laura A.; Sharon, Itai; et al. (2016). «Тысячи микробных геномов проливают свет на взаимосвязанные биогеохимические процессы в водоносной системе». Nature Communications . 7 : 13219. Bibcode : 2016NatCo...713219A. doi : 10.1038/ncomms13219. PMC 5079060. PMID  27774985. 
  162. ^ Пасолли, Эдоардо; Асникар, Франческо; Манара, Серена; Золфо, Морено; и др. (2019). «Обширное неисследованное разнообразие микробиома человека, выявленное на основе более 150 000 геномов из метагеномов, охватывающих возраст, географию и образ жизни». Cell . 176 (3): 649–662.e20. doi :10.1016/j.cell.2019.01.001. PMC 6349461 . PMID  30661755. 
  163. ^ Кумар, Маниш; Цзи, Боян; Зенглер, Карстен; Нильсен, Йенс (23 июля 2019 г.). «Подходы к моделированию для изучения микробиома». Nature Microbiology . 4 (8): 1253–1267. doi :10.1038/s41564-019-0491-9. ISSN  2058-5276. PMID  31337891. S2CID  198193092.
  164. ^ Боренштейн, Элханан (15 мая 2012 г.). «Вычислительная системная биология и моделирование микробиома человека in silico». Briefings in Bioinformatics . 13 (6): 769–780. doi :10.1093/bib/bbs022. PMID  22589385.
  165. ^ Коларуссо, Аналейга В.; Гудчайлд-Михельман, Изабелла; Рэйл, Майя; Зоморроди, Али Р. (4 июня 2021 г.). «Вычислительное моделирование метаболизма в микробных сообществах в масштабе генома». Current Opinion in Systems Biology . 26 : 46–57. doi : 10.1016/j.coisb.2021.04.001 . ISSN  2452-3100.
  166. ^ Biggs, Matthew B.; Medlock, Gregory L.; Kolling, Glynis L.; Papin, Jason A. (24 июня 2015 г.). «Моделирование метаболических сетей микробных сообществ». Wiley Interdisciplinary Reviews: Systems Biology and Medicine . 7 (5): 317–334. doi :10.1002/wsbm.1308. ISSN  1939-5094. PMC 4575871. PMID  26109480. 
  167. ^ Bloom, JD; Arnold, FH (2009). «В свете направленной эволюции: пути адаптивной эволюции белков». Труды Национальной академии наук . 106 (Suppl 1): 9995–10000. doi : 10.1073/pnas.0901522106 . PMC 2702793. PMID  19528653 . 
  168. ^ Хайнц-Бушарт, Анна; Вильмес, Пол (2018). «Микробиом кишечника человека: функции имеют значение». Тенденции в микробиологии . 26 (7): 563–574. doi :10.1016/j.tim.2017.11.002. PMID  29173869. S2CID  36033561.
  169. ^ ab Overmann, Jörg; Huang, Sixing; Nübel, Ulrich; Hahnke, Richard L.; Tindall, Brian J. (2019). «Значимость фенотипической информации для таксономии еще не культивированных микроорганизмов». Systematic and Applied Microbiology . 42 (1): 22–29. doi :10.1016/j.syapm.2018.08.009. PMID  30197212. S2CID  52176496.
  170. ^ Константинидис, Константинос Т.; Росселло-Мора, Рамон; Аманн, Рудольф (2017). «Некультивируемые микробы, нуждающиеся в собственной таксономии». Журнал ISME . 11 (11): 2399–2406. Bibcode : 2017ISMEJ..11.2399K. doi : 10.1038/ismej.2017.113. PMC 5649169. PMID  28731467 . 
  171. ^ Чувочина, Мария; Ринке, Кристиан; Паркс, Донован Х.; Раппе, Майкл С.; Тайсон, Джин У.; Йилмаз, Пелин; Уитман, Уильям Б.; Хугенхольц, Филипп (2019). «Важность обозначения типового материала для некультивируемых таксонов». Систематическая и прикладная микробиология . 42 (1): 15–21. doi : 10.1016/j.syapm.2018.07.003 . hdl : 21.11116/0000-0005-C21D-0 . PMID  30098831.
  172. ^ abc Chevrette, MG, Bratburd, JR, Currie, CR и Stubbendieck, RM (2019 «Экспериментальные микробиомы: модели, не подлежащие масштабированию». mSystems , 4 (4): e00175-19. doi :10.1128/mSystems.00175-19.

Внешние ссылки

В Scholia есть тематический профиль по микробиому .