Todos los seres vivos, desde los organismos animales y vegetales más simples hasta el cuerpo humano, viven en estrecha colaboración con una enorme abundancia de simbiontes microbianos, que colonizan el interior y el exterior de sus tejidos. La colaboración funcional del huésped y los microorganismos, queLos científicos se refieren a él como un metaorganismo, que recientemente se ha convertido en el foco de la investigación en ciencias de la vida. Hoy sabemos que solo podemos entender muchos de los procesos de la vida en relación con las interacciones entre organismos y simbiontes. El Centro de Investigación Colaborativa CRC 1182 "Origen y función de los microorganismos "en la Universidad de Kiel CAU tiene como objetivo comprender la comunicación y las consecuencias funcionales de las relaciones huésped-microbio.
Una cuestión clave para los investigadores del CRC 1182 es cómo se forma la composición del microbioma de un organismo durante su desarrollo individual. Todavía no está claro si la composición de la comunidad microbiana está más gobernada por un proceso de selección funcional o si dominan procesos aleatoriosPara examinar la composición del microbioma, un equipo de investigación del CRC 1182 de la CAU y el Instituto Max Planck de Biología Evolutiva en Plön MPI-EB ha aplicado la teoría del llamado "metaorganismo neutral" a todo un espectro.de organismos modelo, desde criaturas muy simples hasta vertebrados complejos. Los científicos de Kiel y Plön publicaron sus hallazgos ayer en la revista PLOS Biología .
El modelo nulo de teoría evolutiva
Los modelos teóricos ofrecen una forma de hacer manejable la composición de microbioma individual altamente compleja. Un modelo fundamental en la investigación evolutiva es el llamado modelo nulo neutral. Esto se usa para predecir cómo se desarrollarían las poblaciones sin ninguna presión de selección.El equipo del CRC 1182 ahora ha aplicado este modelo a varios organismos modelo, desde gusanos de hilo hasta ratones domésticos y comparó las predicciones con datos recolectados experimentalmente. "La teoría y los datos experimentales coinciden sorprendentemente bien para muchos organismos. La composición predicha en el ratón doméstico, por ejemplo, se encuentra en la comunidad real de especies microbianas ", resumió el Dr. Michael Sieber, investigador asociado en el MPI-EB y miembro del CRC 1182." Es posible que la selección desempeñe un papel menor en la composición del microbioma de lo que supusimos anteriormente, mientras queEsto no significa que el microbioma no tenga funciones importantes para el organismo, podría ser una indicación de que muchos componentes diferentesLas posiciones del microbioma pueden realizar estas funciones igualmente bien.Y qué composición específica realmente se forma en un solo organismo es impulsada por casualidad "
Un mapa para una mayor exploración del microbioma
Sin embargo, los investigadores notaron algunas desviaciones significativas entre el modelo neutral y las composiciones reales del microbioma. Por ejemplo, las especies bacterianas individuales en el microbioma del ratón no coincidían con la predicción neutral. Y la composición de especies microbianas del hilo Caenorhabditis elegansel gusano no coincidía con el modelo neutral.
"Suponemos que estas desviaciones entre el modelo y la realidad podrían indicar funciones específicas de ciertos microorganismos", enfatizó Sieber. Investigar las desviaciones sistemáticas del modelo neutral tiene el potencial de descubrir funciones clave de ciertas especies bacterianas dentro del microbioma.
Ya se están discutiendo las primeras explicaciones de las desviaciones del modelo neutral. Algunas bacterias no neutras en el microbioma del ratón, por ejemplo, están involucradas en la digestión y su presencia puede ser el resultado de un proceso de selección dirigido. Por otro ladoPor otro lado, Caenorhabditis elegans, con su cambio generacional muy rápido, podría no vivir lo suficiente como para desarrollar una composición estable y principalmente neutral de su microbioma ". El modelo del metaorganismo neutral proporciona una base teórica importante para análisis funcionales adicionales de las composiciones de microbioma enel espectro completo de los organismos modelo investigados en nuestro Centro de Investigación Colaborativa ", dijo el portavoz de CRC 1182, Prof. Thomas Bosch.
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Materiales proporcionado por Universidad de Kiel . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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