Mikrobiom manusia: masih banyak yang perlu dilakukan

Minggu ini menandakan ulang tahun kesepuluh tinjauan besar pertama kepelbagaian mikrob dalam tubuh manusia, diterbitkan dalam alam semula jadi oleh Human Microbiome Project (HMP) Consortium, yang mana saya adalah ahlinya.

Sebelum itu, ahli mikrobiologi mengetahui bahawa badan menjadi tuan rumah kepada jisim besar mikroorganisma – campuran bakteria yang memabukkan, bersama-sama dengan archaea, kulat dan virus, merebak ke atas kulit, di dalam mulut dan di dalam usus – bersama-sama digelar mikrobiom. Tetapi sehingga 2012, kami kekurangan inventori mengenainya.

Malah, inventori ini – indeks 10 trilion sel yang dimiliki oleh beribu-ribu spesies, dengan berat gabungan 200 gram setiap orang – masih tidak lengkap. Sudah tiba masanya untuk membina kerja awal ini (Konsortium Projek Mikrobiom Manusia alam semula jadi 486, 207–214; 2012), dan merombak projek untuk mewakili manusia dalam semua kerumitannya.

Ia mengambil masa yang lama untuk memulakan kerja awal itu, dan kadar perubahan dalam tempoh sepuluh tahun yang lalu sangat menakjubkan. Hanya sekali sahaja teknologi penjujukan gen berkeupayaan tinggi – mula dibangunkan untuk menyiasat genom manusia – menjadi murah dan cukup mudah untuk digunakan boleh HMP bermula.

Selepas pelancaran pada tahun 2007, konsortium itu menyusun DNA mikrob yang ditemui di dalam dan pada 242 orang dari 2 bandar AS — Boston, Massachusetts, dan Houston, Texas, dipilih kerana berdekatan dengan dua pusat penjujukan yang terkemuka pada masa itu, Broad Institut MIT dan Harvard berhampiran Boston, dan Kolej Perubatan Baylor di Houston. Aktiviti kami dibiayai oleh Dana Bersama Institut Kesihatan Nasional AS, dan projek itu menarik ahli bioinformatika mikrobiom akademik untuk mengusahakan data selepas kami menjananya.

Hasilnya ialah katalog komprehensif pertama mikrobiom manusia AS yang sihat: senarai penuh gen dalam mikrob dalam usus. HMP menunjukkan bahawa organisma selular usus terdiri daripada beribu-ribu spesies, dengan jejak genetik 150 kali ganda saiz genom manusia. Akhirnya, kelimpahan ini menyebabkan ahli biologi melihat mikrobiom sebagai ‘genom kedua’ yang diperolehi alam sekitar, tersembunyi dalam perumah manusia.

Sepuluh tahun kemudian, kita tahu lebih banyak lagi. Mikrobiom adalah penting untuk berfungsi dengan baik badan kita, kunci untuk mencerna makanan dan menghalang patogen. Eksperimen pada tikus telah menunjukkan bahawa komposisi mikrobiom mempengaruhi tahap penglibatan sosial dan kebimbangan. Penyakit biasa seperti penyakit kardiovaskular dan obesiti dikaitkan dengan mikrobiom yang berbeza. Cara bayi memperoleh mikrobiom mereka — dan perkara yang mempengaruhi perkembangan mikrobiom — juga semakin jelas.

(Memandangkan betapa asas mikrob kepada kesihatan kita, saya masih berasa hairan bahawa kita menyumber luar begitu banyak fungsi kepada pelbagai organisma yang kita ambil dari persekitaran kita, bermula sejak lahir.)

Kami juga mempunyai banyak soalan akademik yang belum terjawab. Di manakah mikrobiom pertama kali datang dalam evolusi manusia? Bagaimanakah mikrobiom manusia berbeza daripada primata, mamalia atau haiwan lain secara umumnya? Bagaimanakah mikrobiom bergerak dari orang ke orang? Dan apakah maksud mengubah diet dan gaya hidup yang bersih untuk kesihatan jangka panjang mikrobiom?

Analisis pertama sepuluh tahun yang lalu, merekrut orang dari hanya dua bandar AS, gagal untuk menangkap kepelbagaian sebenar mikrobiom manusia. Kini kita tahu bahawa orang yang tinggal di Eropah dan di Amerika Utara mempunyai mikrobiom yang kurang pelbagai berbanding orang yang tinggal di kawasan kurang industri — tetapi terlalu sedikit yang diketahui tentang perbezaan merentas kumpulan manusia.

Dan lebih sedikit yang diketahui tentang banyak haiwan lain yang sendiri mengandungi banyak. Kita tahu bahawa mikrobiom haiwan kurungan berbeza daripada haiwan yang hidup di alam liar, dalam cara yang sama seperti mikrobiom manusia perindustrian berbeza daripada mikrobiom bukan perindustrian. Tetapi kebanyakan daripada apa yang kita ketahui tentang mikrob haiwan datang daripada kajian haiwan dalam kurungan. Apabila kita kehilangan kepelbagaian haiwan kepada perubahan global yang pesat, kita juga kehilangan kepelbagaian mikrobiom.

Mempelajari lebih lanjut akan memerlukan konsortium baharu, mengambil sampel beribu-ribu orang dan haiwan. Kami memerlukan ahli biologi hidupan liar dan saintis mikrobiom yang bekerjasama, dengan kru di seluruh dunia. Sepuluh tahun yang lalu, analisis adalah sangat baru dan sukar sehingga kami tidak memikirkan sedikit untuk pemerolehan sampel. Kini, pemerolehan sampel daripada sumber di seluruh dunia harus menerajui proses tersebut.

Mungkin ada yang bertanya mengapa kami memerlukan konsortium baharu, besar dan mahal apabila data sudah masuk – satu kajian pada satu masa, dijalankan oleh makmal yang bekerja sendiri. Tetapi perindustrian bergerak pantas, dan kuasa ekonomi moden mempunyai kuasa untuk menghapuskan kepelbagaian mikrob lebih cepat daripada yang boleh diperhatikan.

Konsortium baharu akan memberi kuasa kepada saintis untuk akhirnya mengisi peta mikrobiom. Ia seperti banci manusia: anda tidak menunggu untuk setiap bandar melaporkan bilangan penduduk mereka; anda membuat satu usaha bersepadu untuk melakukannya secara konsisten dan cepat, sebelum ia berubah.

Analisis kepelbagaian baharu yang luas tentang mikrobiom manusia, dan mikrobiom vertebrata yang lebih luas, akhirnya akan meletakkan data spesies kita sendiri dalam konteks pokok kehidupan. Hanya dengan itu kita boleh benar-benar memanjangkan label ‘manusia’ kepada mikrobiom.

Minat Bersaing

Penulis mengisytiharkan tiada kepentingan bersaing.

We would like to thank the author of this short article for this remarkable material

Mikrobiom manusia: masih banyak yang perlu dilakukan


Check out our social media profiles as well as other pages that are related to them.https://paw6.info/related-pages/