Kiekvienas į dobilą panašaus Medicago truncatula augalo mėginys gavo pradinį mišinį iš dviejų azotą surišančių bakterijų Ensifer meliloti padermių, kad sužinotų, kas atsitinka mikrobams, poravus su tuo pačiu šeimininku skirtingose kartose. Kreditas: Billas Cole’as
Eros COVID-19 poreikis nuolat plauti rankas ir dezinfekuoti daiktus atvedė mikrobus į naujus tyrimų lygius, ypač dėl jų poveikio žmogaus sveikatai.
Nors mikrobų ir jų šeimininkų asociacijos, nuo naudingų – manau, jogurte esančių probiotikų – iki kenksmingų, pvz., Kontakto būdu plintančių virusų, jau seniai žinomos, mažai žinoma apie tai, kaip vystosi mikrobai ir kaip jų evoliucija veikia jų sveikatą. gashere.
Dabar Toronto universiteto ir Ilinojaus universiteto (Urbana-Champaign) mokslininkai nustatė, kad vystydamiesi mikrobus ir prisitaikydami prie savo unikalių šeimininkų, jie tampa mažiau naudingi kitų genotipų šeimininkams.
Kiekvienas į dobilą panašaus Medicago truncatula augalo mėginys gavo pradinį mišinį iš dviejų azotą surišančių bakterijų Ensifer meliloti padermių, kad sužinotų, kas atsitinka mikrobams, poravus su tuo pačiu šeimininku skirtingose kartose. Kreditas: Billas Cole’as
Išvados rodo, kad tikriausiai nėra vieno visuotinai sveiko mikrobiomo. Priešingai, persodintiems mikrobams gali prireikti laiko prisitaikyti prie naujo šeimininko, kol jie gaus naudos.
„Yra tokia vyraujanti mintis, kad„ geriausių išgyvenimas “reiškia, kad asmenys turi kerpėti vaisius, kuriuos kiti siūlo be keršto“, – sako Megan Frederickson, Toronto universiteto Ekologijos ir evoliucinės biologijos katedros docentė ir vyresnioji vyr. paskelbto tyrimo autorius Mokslas. “Mes nustatėme, kad laikui bėgant mikrobai yra geriau pritaikomi savo šeimininkams, plėtojant daugiau, o ne mažiau bendradarbiavimą.”
Tyrėjai, vadovaujami Fredericksono ir pagrindinės autorės Rebecca Batstone, Fredericksono laboratorijos absolventės, dabar Ilinojaus universiteto Urbana-Champaign universiteto podoktorantės, siekė sužinoti, kas nutinka mikrobams, kai jie bendrauja su tuo pačiu šeimininku skirtingose kartos.
Pirmasis jų žingsnis buvo šiltnamyje išauginti kelis šimtus dobilų primenančio „Medicago truncatula“ augalo egzempliorių, kurių kiekvienas duodavo pradinį dviejų azotą surišančios bakterijos Ensifer meliloti padermių mišinį. Tada jie vėl pasodino naujas sėklas tuose pačiuose vazonuose ir pakartojo procesą iš viso penkių augalų kartoms.
Po metų šiltnamyje mokslininkai išaugino naują augalų grupę ir išbandė joje išsivysčiusius mikrobus, sumaišydami ir pritaikydami skirtingus mikrobus ir skirtingus šeimininkus. Jie palygino, kaip gerai augalai augo ir kiek asociacijų jie susikūrė, kai gavo pradinius ar išsivysčiusius mikrobus, ir kai mikrobų, išsivysčiusių pas skirtingus šeimininkus.
Galiausiai mokslininkai sudarė visą originalių ir sukurtų mikrobų genomą, kad sužinotų, kaip jie skiriasi genetiškai.
„Kai eksperimento pradžioje ir pabaigoje vėl uždėjome mikrobus ant šeimininkų, pastebėjome, kad jie geriausiai pasirodė su tais pačiais šeimininkais, kuriuose jie išsivystė, o tai rodo, kad jie prisitaiko prie savo vietinio šeimininko“, – sakė Batstounas. sakė. “Išvestiniai mikrobai buvo naudingesni, kai jie pasidalijo evoliucijos istorija su savo šeimininku.”
Tyrėjai teigia, kad išvada rodo, kad evoliucija galėtų būti naudinga bendradarbiavimui ir kad mokslininkai galėtų naudoti eksperimentinę evoliuciją laboratorijose, kad pagamintų mikrobus, kurie savo šeimininkams siūlo daugiau naudos.
„Kai augalai ar net gyvūnai patenka į naują aplinką, galbūt kaip invazinės rūšys arba dėl to, kad reaguoja į besikeičiantį klimatą, jų sutikti mikrobai iš pradžių gali būti blogi partneriai. Tačiau šie mikrobai gali greitai prisitaikyti ir sukurti naudingesnius santykius “, – sakė Fredericksonas.
Nuoroda: „Eksperimentinė evoliucija padaro mikrobus labiau bendradarbiaujančius su jų vietiniu genotipu“, Rebecca T. Batstone, Anna M. O’Brien, Tia L. Harrison ir Megan E. Frederickson, 2020 m. Spalio 23 d., Mokslas.
DOI: 10.1126 / mokslas.abb7222
Tyrimą palaikė Kanados gamtos mokslų ir inžinerijos tyrimų taryba ir Toronto universitetas.