Функции микробиома: новый подход на примере нематоды

Все сложные организмы, включая человека, существуют в симбиозе с множеством микроорганизмов, формируя метаорганизм. Исследование этого взаимодействия — ключевая задача современной науки. Хотя состав микробиомов многих организмов изучен, их функциональная роль часто остаётся загадкой.

Учёные из Кильского университета в рамках Коллаборативного исследовательского центра (CRC) 1182 "Происхождение и функции метаорганизмов" впервые представили функциональный репертуар микробиома нематоды Caenorhabditis elegans. Результаты, опубликованные в ISME Journal, могут служить моделью для анализа функций микробиома и у других организмов.

Микробиом нематоды как источник питательных веществ

C. elegans — классический модельный организм. Ранее роль его микробных симбионтов была мало изучена. Исследователи проанализировали геномные последовательности 77 представительных видов бактерий из пищеварительного тракта червя. С помощью математического моделирования на основе этих данных они предсказали метаболические сети микроорганизмов.

Ключевой вывод: микробиом червя способен производить практически все необходимые хозяину питательные вещества. Эксперименты в лаборатории подтвердили результаты моделирования. Основными поставщиками питательных компонентов для нематоды являются часто встречающиеся микробные колонизаторы.

Новая модель для функциональных исследований

На примере C. elegans разработана модель для теоретического и экспериментального выведения метаболических сетей на основе данных полногеномного секвенирования. Этот подход открывает путь к лучшему пониманию фундаментального взаимодействия организмов с их микробными симбионтами.

В будущем аналогичные функциональные анализы планируется провести для всего спектра модельных организмов, изучаемых в CRC 1182. Учёные рассчитывают на продолжение финансирования от Немецкого научно-исследовательского общества (DFG) для дальнейшего изучения взаимодействия организмов с их микробными партнёрами.