Modèle stochastique pour expliquer la composition du microbiome

Tous les êtres vivants, de la plus simple des organismes animaux et des plantes pour le corps humain — vivent en étroite collaboration avec une énorme abondance de la flore microbienne des symbiotes, qui colonisent l’intérieur et à l’extérieur de leurs tissus. La fonctionnelle de la collaboration de l’hôte et des micro-organismes, ce que les scientifiques appellent metaorganism, a récemment au centre des sciences de la vie recherche. Aujourd’hui, nous savons que nous ne pouvons comprendre beaucoup de vie du processus en relation avec les interactions entre l’organisme et les symbiotes. La Collaboration du Centre de Recherche (CCR) 1182 “Origine et la Fonction de Metaorganisms” à Kiel Universitaire (CAU) vise à comprendre la communication et les conséquences fonctionnelles de l’hôte-microbe relations.



Une question clé pour les chercheurs du CRC 1182 est de savoir comment la composition de l’organisme du microbiome formes au cours de son développement individuel. Il est encore difficile de savoir si la composition de la communauté microbienne est plus régi par une fonctionnelle de la procédure de sélection, ou si le processus aléatoires dominer. Afin d’examiner la composition du microbiome, une équipe de recherche de l’CAU du CRC 1182 et de l’Institut Max Planck pour la Biologie de l’Évolution à Plön (MPI-EB) a appliqué la théorie de la soi-disant “neutre metaorganism” à l’ensemble des organismes modèles, des plus simples créatures complexes vertébrés. Les scientifiques de Kiel et de Plön publié leurs résultats hier dans la revue PLOS Biology.


Le modèle nul de la théorie de l’évolution


Modèles théoriques offrons une manière de faire de la très complexe, personne microbiome composition gérable. Un modèle fondamental dans l’évolution de la recherche est le soi-disant neutre modèle nul. Ce est utilisé pour prédire comment les populations se développer sans aucune pression de sélection que ce soit. L’équipe de recherche du CRC 1182 a appliqué ce modèle à plusieurs organismes modèles à partir de threadworms à la maison de la souris et comparé les prédictions avec expérimentalement données collectées. “La théorie et les données expérimentales match étonnamment bien pour de nombreux organismes. La prédiction de la composition de la souris domestique, par exemple, se trouve dans l’effectif d’une espèce microbienne communauté”, résume le Dr Michael Sieber, associé de recherche à l’IPM-EB et membre de la CRC 1182. “t est possible que la sélection joue un rôle moins important dans la composition du microbiome que nous l’avons précédemment supposé, bien que cela ne signifie pas que le microbiome n’a pas de rôle important dans l’organisme, il pourrait être une indication que beaucoup de différentes compositions du microbiome peut s’acquitter de ces fonctions aussi bien. Et dont la composition spécifique en fait une forme en un seul organisme est alors entraîné par hasard.”


Une carte pour l’exploration de l’microbiome


Les chercheurs ont fait remarquer certains des écarts importants entre le neutre et le modèle réel de la composition du microbiome, cependant. Par exemple, les espèces bactériennes chez la souris microbiome ne correspond pas au neutre de prédiction. Et de la flore microbienne de la composition des espèces de la Caenorhabditis elegans fil ver ne correspond pas au modèle neutre du tout.


“Nous supposons que ces écarts entre le modèle et la réalité pourrait indiquer des fonctions spécifiques de certains micro-organismes,” Sieber souligné. Enquêter sur les écarts systématiques à partir du modèle neutre possède donc la possibilité de découvrir les fonctions clés de certaines espèces bactériennes dans le microbiome.


D’abord des explications sur les écarts par rapport au modèle neutre sont déjà en cours de discussion. Certains non-neutre, les bactéries de la souris sur le microbiome, par exemple, sont impliqués dans la digestion et leur présence peut donc être le résultat d’un processus de sélection. D’autre part, Caenorhabditis elegans, avec ses très rapide changement de génération, ne pourraient pas vivre assez longtemps pour développer un stable, principalement neutre de la composition du microbiome. “Le modèle de la neutralité de la metaorganism, par conséquent, fournit une base théorique pour de plus amples analyses fonctionnelles de microbiome compositions de l’ensemble des organismes modèles étudiés dans notre Collaboration du Centre de Recherche”, a déclaré CRC 1182 porte-parole de Prof. Thomas Bosch.




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