Mikrobiyota

Vikipedi, özgür ansiklopedi
Bitki mikrobiyomları, çeşitli mikrobiyal komünitelerden oluşur ve konak bitkinin dış yüzeylerinde, iç dokularında ve ayrıca bitkiyi çevreleyen toprakta bulunurlar.[1]

Mikrobiyota, "kommensal, simbiyotik ve patojenik mikroorganizmaların oluşturduğu ekolojik komünitelerdir" ve bitkilerden hayvanlara kadar incelenmiş tüm çok hücreli organizmaların iç ve dış yüzeylerinde bulunurlar.[2][3] Mikrobiyota, bakteriler, arkeler, protistler, mantarlar ve virüsleri içerir. Mikrobiyotanın, konak canlının immünolojik, hormonal ve metabolik homeostazı açısından çok önemli olduğu bulunmuştur. Mikrobiyom terimi, ekolojik bir nişteki yaşayan mikroorganizmaların genomlarının toplamını ya da mikroorganizmaların kendilerini tanımlamak amacıyla kullanılmaktadır.[4][5][6]

Mikrobiyom ve konak, evrim sürecinde epigenetik ve genetik özellikler bakımından birbirleriyle etkileşim içinde bir birim olarak ortaya çıkmış, bazen ikisi birden topluca holobiont olarak da adlandırılmıştır.[7][8]

Giriş[değiştir | kaynağı değiştir]

İnsan derisinde en fazla bulunan bakteriler

Basit yaşam formlarından insanlara kadar, tüm bitki ve hayvanlar, mikroorganizmalarla yakın ilişki içinde yaşarlar.[9] Birtakım gelişmeler mikrobiyomların anlaşılabilmesinin önünü açmıştır:

  • Metagenomik ve metatrankriptomik disiplinlerin çalışmalarıyla, tek tek hücrelerin veya mikrobiyal komünitenin tamamının genomik ve gen ekspresyon analizlerinin gerçekleştirilebilmesi,[10]
  • Farklı disiplinlerdeki araştırmacıların erişemine açık veritabanları,
  • Karmaşık veri setlerine uyarlanabilen matematiksel analiz yöntemleri

Biyologlar, mikropların, gelişmiş bir organizmanın fenotipinin önemli bir parçasını oluşturduğunu, nadir simbiyotik vakalara göre daha ileri seviyede kavramaya başladılar.[10]

Mikrop-konak ilişkisinin türleri[değiştir | kaynağı değiştir]

Kommensalizm, Louvain Üniversitesi'nde Belçikalı profesör Pierre-Joseph van Beneden (1809-1894) tarafından geliştirilen bir kavramdır.[11] Mikrobiyota kavramının merkezinde yer alır ve mikrobiyomun zararsız bir şekilde konakta kolonize olma durumunu anlatır. Konak konakçı ilişkisi, konak için faydalı görevler yerine getiriliyorsa mutualizm [12][13], konak için dezavantajlı olduğunda parazitlik, olarak adlandırılır. Farklı yazarlar, her iki tarafında fayda sağladığı durumu mutualizm, konağın etkilenmediği ama simbiyoza fayda sağladığı durumu kommensalizm olarak tanımlarlar.[14] Besin alışverişi çift veya tek yönlü, içeriğe bağlı olabilir ve çeşitli şekillerde gerçekleşebilir. Her zaman mevcut olması beklenen ve normal şartlar altında hastalığa neden olmayan mikrobiyota, normal flora veya normal mikrobiyota olarak kabul edilir. Normal flora sadece zararsız olmakla kalmaz, aynı zamanda konak için koruyucu da olabilir.[15]

Oluşum ve değişim[değiştir | kaynağı değiştir]

Memelilerden, deniz süngerlerine kadar hayvanlarda mikrobiyotanın ilk oluşumu doğumda gerçekleşir. Bitkilerde kolonileşme süreci, toprak altında kök bölgesinde filizlenen tohumun etrafındaki spermosphere bölgesinden veya yer üstü kısımları [1]phyllosphere ve çiçek bölgesi anthosphere'den başlayabilir.[16] Rizosfer mikrobiyotasının stabilitesi, bitki türüne, fakat daha çok toprak bileşimine, yani canlı ve cansız çevreye bağlıdır.[17]

Kronik C. difficile enfeksiyonu gibi enfeksiyonları tedavi etmek için, fekal mikrobiyota nakli yoluyla klinik olarak yeni mikrobiyota oluşturulması mümkündür.[18]

İnsan mikrobiyotası[değiştir | kaynağı değiştir]

İnsan mikrobiyotası bakteriler, mantarler, arkeler ve virüslerden oluşur. İnsan vücudunda yaşayan mikroskobik hayvanlar mikrobiyotaya dahil edilmezler. İnsan mikrobiyomu, mikrobiyotaya dahil olan mikroorganizmaların genomlarını ifade eder.[12]

İnsan vücudu birçok mikroorganizma tarafından kolonize edilir; geleneksel tahmin, insan hücrelerinden on kat daha fazla insan dışı hücre yaşadığıydı; güncel tahminler bu oranın 3:1'e ve hatta yaklaşık 1:1 olduğunu belirtmektedir.[19][20][21]

İnsan Mikrobiyom Projesi, özellikle cilt, ağız, burun, sindirim sistemi ve vajinadaki normal mikrobiyotaya odaklanarak, insan mikrobiyotasının genom dizilimini belirlemiştir.[12] 2012 yılında ilk sonuçların yayınlasmasıyla, projede önemli bir aşamaya ulaşılmıştır.[22]

Kaynakça[değiştir | kaynağı değiştir]

  1. ^ Dastogeer, K.M., Tumpa, F.H., Sultana, A., Akter, M.A. and Chakraborty, A. (2020) "Plant microbiome–an account of the factors that shape community composition and diversity". Current Plant Biology, 23: 100161. DOI:10.1016/j.cpb.2020.100161. CC-BY icon.svg Material was copied from this source, which is available under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
  2. ^ Lederberg (2001). "'Ome Sweet 'Omics—a genealogical treasury of words". Scientist. 15: 8. 
  3. ^ NIH HMP Working Group (2009). "The NIH Human Microbiome Project". Genome Res. 19 (12): 2317-2323. doi:10.1101/gr.096651.109. PMC 2792171 $2. PMID 19819907. 
  4. ^ Backhed (2005). "Host-Bacterial Mutualism in the Human Intestine". Science. 307 (5717): 1915-1920. doi:10.1126/science.1104816. PMID 15790844. 
  5. ^ Turnbaugh (2007). "The Human Microbiome Project". Nature. 449 (7164): 804-810. doi:10.1038/nature06244. PMC 3709439 $2. PMID 17943116. 
  6. ^ Ley (2006). "Ecological and Evolutionary Forces Shaping Microbial Diversity in the Human Intestine". Cell. 124 (4): 837-848. doi:10.1016/j.cell.2006.02.017. PMID 16497592. 
  7. ^ Salvucci (2016). "Microbiome, holobiont and the net of life". Critical Reviews in Microbiology. 42 (3): 485-494. doi:10.3109/1040841X.2014.962478. PMID 25430522. 
  8. ^ Guerrero (2013). "Symbiogenesis: The holobiont as a unit of evolution". International Microbiology. 16 (3): 133-43. doi:10.2436/20.1501.01.188. PMID 24568029. 
  9. ^ Mendes (2015). "Cross-kingdom similarities in microbiome functions". The ISME Journal. 9 (9): 1905-1907. doi:10.1038/ismej.2015.7. PMC 4542044 $2. PMID 25647346. 
  10. ^ a b Bosch (2011). "Metaorganisms as the new frontier". Zoology. 114 (4): 185-190. doi:10.1016/j.zool.2011.04.001. PMC 3992624 $2. PMID 21737250. 
  11. ^ Poreau B., Biologie et complexité : histoire et modèles du commensalisme. PhD Dissertation, University of Lyon, France, 2014.
  12. ^ a b c Prescott's Microbiology. 9th. New York: McGraw Hill. 2013. ss. 713-721. ISBN 9780073402406. OCLC 886600661. 
  13. ^ Quigley (Sep 2013). "Gut bacteria in health and disease". Gastroenterol Hepatol (N Y). 9 (9): 560-9. PMC 3983973 $2. PMID 24729765. 
  14. ^ "Four hundred-million-year-old vesicular arbuscular mycorrhizae". Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 91 (25): 11841-3. 1994. doi:10.1073/pnas.91.25.11841. PMC 45331 $2. PMID 11607500. 
  15. ^ Copeland (Sep–Oct 2017). "The World Within Us". Healthcare Journal of New Orleans. 
  16. ^ "Use of Plant Growth-Promoting Bacteria for Biocontrol of Plant Diseases: Principles, Mechanisms of Action, and Future Prospects". Appl Environ Microbiol. 71 (9): 4951-9. 2005. doi:10.1128/AEM.71.9.4951-4959.2005. PMC 1214602 $2. PMID 16151072. 
  17. ^ Tkacz (Nov 2015). "Stability and succession of the rhizosphere microbiota depends upon plant type and soil composition". ISME J. 9 (11): 2349-2359. doi:10.1038/ismej.2015.41. PMC 4611498 $2. PMID 25909975. 
  18. ^ "What is Clostridium difficile?". Vitalacy. 19 Nisan 2019. 7 Aralık 2019 tarihinde kaynağından arşivlendi. 
  19. ^ Judah L. Rosner for Microbe Magazine, Feb 2014. Ten Times More Microbial Cells than Body Cells in Humans?
  20. ^ Alison Abbott for Nature News. Jan 8 2016 Scientists bust myth that our bodies have more bacteria than human cells
  21. ^ Sender (Jan 2016). "Are We Really Vastly Outnumbered? Revisiting the Ratio of Bacterial to Host Cells in Humans". Cell. 164 (3): 337-40. doi:10.1016/j.cell.2016.01.013. PMID 26824647. 
  22. ^ "NIH Human Microbiome Project defines normal bacterial makeup of the body". NIH News. 13 Haziran 2012. 17 Haziran 2012 tarihinde kaynağından arşivlendi.