Biologii fac lumină asupra Misterului despre modul în care microbii evoluează și se adaptează oaspeților

Fiecare dintre exemplarele plantei asemănătoare trifoiului Medicago truncatula a primit un amestec inițial de două tulpini ale bacteriei fixatoare de azot Ensifer meliloti pentru a afla ce se întâmplă cu microbii atunci când este asociat cu aceeași gazdă de-a lungul mai multor generații. Credit: Bill Cole

da COVID-19 iar nevoia de a spăla mâinile cuiva în mod regulat și de igienizare a adus microbii la noi niveluri de control, în special pentru impactul lor asupra sănătății individului.

Deși legăturile dintre microbi și gazdele lor, de la cele benefice – cred că probioticele din iaurt – la cele dăunătoare – precum virusurile răspândite prin atingere – au fost cunoscute de mult, se știe puțin despre modul în care evoluează microbii și modul în care evoluția lor afectează sănătatea gazdelor lor.

Acum, cercetătorii de la Universitatea din Toronto și Universitatea din Illinois la Urbana-Champaign au descoperit că pe măsură ce microbii evoluează și se adaptează la gazdele lor unice, ei devin mai puțin benefici pentru gazdele altor genotipuri.

Planta Medicago Truncatula

Fiecare dintre exemplarele plantei asemănătoare trifoiului Medicago truncatula a primit un amestec inițial de două tulpini ale bacteriei fixatoare de azot Ensifer meliloti pentru a afla ce se întâmplă cu microbii atunci când este asociat cu aceeași gazdă de-a lungul mai multor generații. Credit: Bill Cole

Constatările sugerează că probabil nu există un microbiom sănătos. În schimb, microbii transplantați pot avea nevoie de timp pentru a se adapta la o nouă gazdă înainte de a aduce beneficii.

„Această idee generală este că„ supraviețuirea celui mai potrivit ”înseamnă că indivizii ar trebui să profite de beneficiile pe care alții le pot oferi fără să se întoarcă”, a spus Megan Frederickson, profesor asociat la Departamentul de Ecologie și Biologie Evolutivă de la Universitatea din Toronto, și autor principal al unui studiu publicat în Ştiinţă. „Am constatat că, de-a lungul timpului, microbii s-au adaptat mai bine gazdelor lor printr-o evoluție mai mare, mai degrabă decât mai mică, a cooperării”.

Cercetătorii, conduși de Frederickson și autorul principal Rebecca Batstone, care a absolvit laboratorul Frederickson și este acum postdoctoral la Universitatea Illinois din Urbana-Champaign, au aflat ce se întâmplă cu microbii atunci când este asociat cu „ aceeași gazdă în mai multe generații ale acelei gazde.

Primul lor pas a fost să crească sute de exemplare din planta asemănătoare trifoiului Medicago truncatula într-o seră, oferind fiecăruia un amestec inițial de două tulpini de bacterii fixatoare de azot Ensifer meliloti. Ulterior, au replantat semințe noi în aceleași ghivece și au repetat procesul pentru un total de cinci generații de plante.

După un an în seră, cercetătorii au crescut un nou lot de plante și au testat microbii evolutivi pe aceștia, amestecând și potrivind diferiți microbi evolutivi și diferite gazde. Au comparat cât de bine au crescut plantele și câte conexiuni s-au format atunci când li s-au dat microbii originali sau evolutivi și când li s-au dat microbi care au evoluat pe diferite gazde.

În cele din urmă, cercetătorii au secvențiat întregul genom al microbilor originali și evolutivi pentru a vedea cum erau diferiți genetic.

„Când am pus microbii de la începutul și sfârșitul experimentului înapoi pe gazde, am constatat că au reușit cel mai bine cu aceleași gazde pe care au evoluat, sugerând că s-au adaptat gazdei lor locale ”, A spus Batstone. „Microbii derivați au fost mai benefici atunci când au împărtășit istoria evoluției cu gazda lor”.

Cercetătorii spun că descoperirea sugerează că evoluția ar putea favoriza cooperarea și că oamenii de știință ar putea folosi evolutia experimentală într-un laborator pentru a produce microbi care să ofere mai multe beneficii gazdelor lor.

„Când plantele sau chiar animalele ajung în medii noi, poate ca specii invazive sau pentru că răspund la un climat în schimbare, microbii pe care îi întâmpină pot fi inițial parteneri săraci. Dar acești microbi s-ar putea adapta și dezvolta rapid relații mai benefice ”, spune Frederickson.

Referință: „Evoluția experimentală face microbii mai cooperanți cu genotipul lor gazdă locală” de Rebecca T. Batstone, Anna M. O’Brien, Tia L. Harrison și Megan E. Frederickson, 23 octombrie 2020, Ştiinţă.
DOI: 10.1126 / science.abb7222

Cercetarea a fost susținută de Consiliul de Cercetări în Științe Naturale și Inginerie din Canada și Universitatea din Toronto.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Materialul nou poate proteja mai bine soldații, sportivii și șoferii de șoc, impact și explozii

Soldații, sportivii și șoferii pot face viața mai sigură datorită unui nou proces care ar putea duce la o protecție mai eficientă și reutilizabilă...

A fost găsit cel mai vechi loc de înmormântare uman din Africa – un copil a fost îngropat în urmă cu 78.000 de ani

Vedere generală a zonei peșterii Panga ya Saidi. Observați săparea șanțului unde a fost deschisă înmormântarea. Credit: Muhammad Javad Shoaee Descoperirea celui mai...

Se preconizează că speciile non-native vor crește cu 36% în întreaga lume până în 2050

Gâscă egipteană (Alopochen aegyptiaca) originară din Africa și stabilită acum în Europa Centrală și de Vest. Credit: profesorul Tim Blackburn, UCL Se preconizează că...

Visele noastre pot fi ciudate

Această ilustrație reflectă supra-ipoteza creierului, care susține că calitatea redusă și halucinantă a viselor nu este o greșeală, ci o trăsătură particulară, deoarece ajută...

Newsletter

Subscribe to stay updated.