Ecologia sintetică sporește sănătatea prin proiectarea mediului

Există un interes foarte mare în momentul în care diferiții microbiomi – cum ar fi cel alcătuit din toate bacteriile din intestine – ar putea fi valorificați pentru a stimula sănătatea umană și a vindeca bolile.

Dar Daniel Segrè și-a concentrat viziunea asupra unei viziuni mult mai ambițioase asupra modului în care microbiomul ar putea fi manipulat definitiv: „Pentru a ne ajuta să ne susținem planeta, nu doar propria sănătate”.

Segrè, director al Inițiativei Microbiome a Universității din Boston, SUA, spune că el și alți oameni de știință din domeniul său de biologie sintetică și sistematică studiază microbiomii – comunități microscopice de bacterii, ciuperci sau o combinație a celor care exercită influență unul asupra celuilalt și asupra mediului înconjurător.

Vor să știe cum microbiomii ar putea fi direcționați pentru a îndeplini sarcini importante precum absorbția mai multor carbon atmosferic, protejarea recifelor de corali de acidificarea oceanelor, îmbunătățirea fertilității și randamentului terenurilor agricole și susținerea creșterii pădurilor și a altor plante, în ciuda schimbării condițiilor de mediu.

„Microbii ne afectează ca oameni prin propriile lor procese metabolice, ne afectează planeta prin ceea ce consumă și secretă, ajută la crearea oxigenului pe care îl respirăm”, spune Segrè, un colegiu de Arte și Științe al BU, profesor de biologie și bioinformatică, și un Colegiul de Inginerie profesor de inginerie biomedicală. „Cu mult timp în urmă microbii au făcut posibilă viața multicelulară”.

Dar, spre deosebire de mulți alți biologi sintetici care lucrează pentru a îmbunătăți sau a proiecta genetic microbii în mod direct, Segrè este mai interesat de modul de direcționare a comportamentului unui microbiom prin modificarea condițiilor de mediu în care trăiește – o abordare pe care el spune că ar putea fi descrisă mai bine ca „ecologie sintetică”.

„Abordarea mai tradițională a biologiei sintetice ar fi manipularea genomului microbilor”, spune Segrè. Dar încercăm să manipulăm ecosistemele microbiene folosind molecule de mediu.

„Știm că interacțiunile microbiene cu mediul sunt importante”, spune Alan Pacheco, care și-a obținut doctoratul în bioinformatică lucrând în laboratorul lui Segrè.

Unele dintre aceste interacțiuni beneficiază de mai multe specii microbiene, unele beneficiază doar de o singură specie dintr-o comunitate, iar unele pot fi dăunătoare anumitor specii, spune el.

„Dar există încă atât de multe lucruri pe care nu le știm de ce aceste interacțiuni se întâmplă așa cum se întâmplă„, notează Science daily.

Într-un nou studiu publicat recent în Nature Communications, Segrè, Pacheco și colaboratorul lor Melisa Osborne, cercetător în laboratorul lui Segrè, au explorat modul în care prezența a 32 de molecule sau nutrienți de mediu diferiți, singuri sau în combinație cu alții, ar influența creșterea rata comunităților microbiene și amestecul de specii diverse care alcătuiesc un microbiom dat.

Echipa intenționează să facă mai multe cercetări în ceea ce privește factorii de mediu suplimentari, investigând modul în care accesul la nutrienți și varietatea schimbă comunitățile microbiene în timp și modul în care mediul în care trăiește comunitatea microbiană le afectează consumul și secreția de molecule.

Ei explorează, de asemenea, modul în care procesele metabolice dintre diferite specii microbiene ar putea interacționa și interacționa între ele și modul în care capacitatea unor organisme de a consuma secvențial sau simultan mai multe resurse afectează microbiomul în general.

Deblocarea în continuare și, în cele din urmă, valorificarea tuturor acestor „cadrane și butoane” de mediu ar putea deschide ușile utilizării microbiomilor pentru a influența metabolismul uman și stările de sănătate sau boală la oameni și în ecosistemele naturale.

Materiale furnizate de Universitatea din Boston. Original scris de Kat J. McAlpine.

Cunoaşte Lumea --> Prima pagină