e-coli
CategoriesRubrica de Știință

Un om = un genom + un microbiom

În lumea SF-ului există această idee interesantă că în viitorul îndepărtat vom putea coloniza spațiul cu ajutorul clonelor umane. Datorită distanțelor foarte mari dintre stele, călătoria cu ajutorul sistemelor de propulsie actuale ar dura foarte mult și atunci clonarea sau biosinteza ar fi soluții alternative la problema călătoriilor spațiale. Odată cu avansul tehnologic ideea a căpătat diferite nuanțe. Între toate, una plauzibilă din punct de vedere al cunoștințelor științifice actuale ar fi aceea de a trimite roboți care să cloneze/biosintetizeze oameni, odată ce au ajuns pe o nouă planetă care poate susține viața de tip terestru. Copii ale genomurilor umane de interes, stocate în memoria roboților ar fi decodificate și traduse în materie organică, obținând-se în final replici ale unor oameni care au trăit cândva pe Pământ sau variante noi ameliorate/îmbunătățite prin intervenție asupra genomurilor inițiale.

Dar… există acest mare DAR… Un om este ceea ce este datorită mediului în care trăiește. Regula asta este valabilă, de fapt, pentru orice organism de pe Terra. Și se pare că în esență nu suntem doar rezultatul interacțiunii genomului nostru cu mediul… Mai există o componentă, destul de importantă, fără de care nu am putea trăi, care are impact direct asupra sănătății noastre și care în esență reflectă simbioza ancestrală dintre noi și microorganismele din noi (și de pe noi). Ele ne ajută să digerăm mâncarea, ne educă sistemul imunitar să ne apărăm de boli și e posibil să ne influențeze și anumite comportamente. Toate aceste microorganisme poartă denumirea de floră microbiană iar totalitatea informației genetice pe care acestea o au, poartă numele de microbiom.

Ca să înțelegeți magnitudinea acestei componente subliniez raportul de o celulă umană la 10 microorganisme (microbi). Cu alte cuvinte la 10 trilioane de celule, cât se estimează că are corpul uman, există un echivalent de microorganisme cu care acesta conviețuiește de 100 de trilioane. Bineînțeles o celulă umană (eucariotă) este mult mai mare decât un microorganism, însă dacă ar fi să cuantificăm doar la nivel numeric, corpul nostru este mai degrabă reprezentat de flora noastră microbiană decât de noi înșine.

De ce este important acest aspect în scenariul de mai sus? Păi… dacă vrem să clonăm un om ar trebui să clonăm și flora sa microbiană. Și atunci, dacă ne referim strict la gene (informația codificatoare), la 20.000 gene umane existente ar trebui să clonăm 2-20 milioane de gene microbiene.

Ce ar mai trebui știut legat despre microbiomul și flora noastră microbiană?

Se pare că acesta se împarte în câteva comunități distincte: orală, piele, uro-vaginală și fecală. Primii microbi îi contactăm în timpul nașterii. Dacă copilul se naște natural primii microbi vor fi cei din comunitatea vaginală, pe când cei născuți prin cezariană vor avea microbi din comunitatea pielii. Această diferență se pare că are un rol în bolile ulterioare asociate florei bacteriene precum alergiile, astmul sau obezitatea.

Fiecare om poartă asupra lui aproximativ 1,35 Kg microbi numai în intestin.

Tot din acest registru, ca fapt intesesant… sunt oamenii ciupiți mai frecvent de țânțari decât alții și asta se datorează faptului că flora bacteriană a pielii unor persoane produce anumite substanțe care atrag țânțarii. Mai mult, la Drosophila melanogaster, studiile recente au arătat că microbii sunt cei care determină cu ce parteneri se vor împerechea acestea.

De asemenea, două persoane sunt asemănătoare din punct de vedere al ADN-ului în proporție de 99,99%, însă, doar 10% în ceea ce privește microbiomul. Ca o alternativă la identificarea de persoană cu ajutorul ADN-ului, se poate identifica cu o acuratețe de 95% o persoană care folosește intens un obiect (de exemplu un mouse) după flora sa bacteriană. Identitatea microbiană la adulți este destul de stabilă, ea rămâne aceeași săptămâni, luni sau ani.

La final merită menționat faptul că există un studiu în desfășurare care se numește „Proiectul Microbiomul Uman” și care reprezintă un efort științific de anvergură, similar cu cel depus pentru Proiectul Genomul Uman, prin care comunitatea științifică își propune să analizeze și să secvențiezi ADN-ul tuturor microorganismelor care intră în componența florei bacteriene a omului.

Resurse

One comment on “Un om = un genom + un microbiom”

„Doar o minoritate din genomul uman (abia 2% din totalul fondului genetic) codifică proteine ​​structurale. Majoritatea „cosmică” a genomului uman nu este codificată în scop morfo-funcţional. Aceste gene necodificatoare sunt transcrise din ADN în molecule funcționale de ARN (ARNnc), dar nu sunt traduse în proteine. Ele controlează expresia genelor la nivel transcripțional și post-transcripțional (supravegherea „ajustării fine” în universul celular, reglând expresia genelor care codifică proteine)

Bacteriile de mediu au evoluat în coexistență simbiotică, în interiorul și în afara corpului uman și au modulat activitatea întregului nostru organism. Cea mai mare concentrație a acestor colonii de microorganisme se află în „adâncurile întunecate” ale intestinelor noastre lipsite de oxigen.
Pe baza faptului că există 90 de miliarde de bacterii în 1 g de fecale, numărul total de bacterii care colonizează intestinele este estimat la 38 de trilioane.
Această jumătate ascunsă a „noi înșine” – microbiomul nostru endogen – este „profund” implicată în etiopatogenia tulburărilor neurodegenerative progresive.
Microbiomul nostru endogen influențează creierul prin axa creier-intestin-microbiotă, iar dereglările de comunicare sunt implicate în tulburările neurodegenerative legate de îmbătrânire.

Datele clinice fiziopatologice susțin ipoteza că disfuncțiile microbiotei intestinale induc apariția bolii Parkinson, modificarile patologice fiind transmise retrograd prin conexiuni transsinaptice de la celulă la celulă prin axa ascendentă intestin-creier a sistemului nervos simpatic și parasimpatic” – fragmenrt tradus si preluat din Parkinson’s Disease and SARS-CoV-2 Infection: Particularities of Molecular and Cellular Mechanisms Regarding Pathogenesis and Treatment. Biomedicines 2022, 10, 1000. https://doi.org/10.3390/biomedicine. Anghelescu A si colab.(2022)

Lasă un comentariu