هناك الكثير مما يجب عمله

يصادف هذا الأسبوع الذكرى السنوية العاشرة لأول مسح كبير للتنوع الميكروبي في جسم الإنسان. طبيعي من خلال اتحاد مشروع الأحياء الدقيقة البشرية (HMP) ، كنت عضوًا.

قبل ذلك ، علم علماء الأحياء الدقيقة أن الجسم يستضيف عددًا كبيرًا من الميكروبات – العتائق ، جنبًا إلى جنب مع الفطريات والفيروسات ، وهي مزيج من البكتيريا التي تنتشر عبر الجلد والفم والأمعاء – تسمى معًا الميكروب. لكن حتى عام 2012 ، لم يكن لدينا مخزونهم.

في الواقع ، هذا المخزون – 10 تريليونات خلية لآلاف الكائنات ، تزن 200 جرام لكل شخص – لم يكتمل بعد. حان الوقت لإنشاء هذا العمل الأولي (اتحاد مشروع الميكروبات البشرية طبيعي 486، 207-214 ؛ 2012) ، وتحديث البرنامج ليعكس الإنسانية بكل تعقيداتها.

لقد استغرق الأمر وقتًا طويلاً لبدء هذا العمل الأولي ، وكانت وتيرة التغيير على مدى السنوات العشر الماضية مذهلة. مرة واحدة فقط بدأت تقنيات التسلسل الجيني عالية الأداء – التي تم تطويرها لأول مرة لدراسة الجينوم البشري – بتكلفة زهيدة وبسهولة.

منذ إنشائه في عام 2007 ، قام الكونسورتيوم بفرز الحمض النووي لـ 242 كائنًا دقيقًا من مدينتين أمريكيتين – بوسطن ، ماساتشوستس وهيوستن ، تكساس ، تم اختيارها بالقرب من مركزي التسلسل الهرمي الرائدين في ذلك الوقت ، برود. معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ومعهد هارفارد بالقرب من بوسطن وكلية بايلور الطبية في هيوستن. تم تمويل أنشطتنا من خلال التمويل العام للمعاهد الوطنية الأمريكية للصحة ، وتم وضع المشروع للعمل مع متخصصي معلومات الأحياء الدقيقة التعليمية بعد إنشائنا.

والنتيجة هي أول قائمة شاملة للميكروبات البشرية الأمريكية السليمة: قائمة كاملة من الجينات الموجودة في الأمعاء. أظهر HMP أن الكائنات الخلوية في الأمعاء تحتوي على آلاف الكائنات الحية ، مع أثر جيني أكبر 150 مرة من الجينوم البشري. في النهاية ، دفع هذا الفائض علماء الأحياء إلى رؤية علم الأحياء الدقيقة على أنه “جين ثانٍ” مشتق من البيئة المخبأة في الإنسان المضيف.

بعد عشر سنوات ، ما زلنا نعرف الكثير. الميكروبات ضرورية لعمل أجسامنا بشكل سليم ، وهضم الطعام ومنع الجراثيم. أظهرت التجارب على الفئران أن المركبات الميكروبية تؤثر على مستوى الانخراط الاجتماعي والقلق. ترتبط الأمراض الشائعة مثل أمراض القلب والأوعية الدموية والسمنة بمسببات الأمراض الفريدة. يتضح أيضًا كيف يصاب الأطفال بالجراثيم – وكيف تؤثر على نمو الجراثيم -.

(بالنظر إلى مدى أهمية الميكروبات لصحتنا ، أجد أنه من المدهش أكثر أن نستعين بمصادر خارجية للعديد من الوظائف للكائنات التي لا تعد ولا تحصى التي نأخذها من بيئتنا ، بدءًا من الولادة).

لدينا الكثير من الأسئلة التعليمية دون إجابة. من أين أتى الميكروب أولاً في تطور الإنسان؟ كيف تختلف الكائنات الحية الدقيقة للجنس البشري عن الحيوانات أو الثدييات أو الحيوانات الأخرى؟ كيف تنتقل الكائنات الحية الدقيقة من شخص لآخر؟ ماذا عن الأنظمة الغذائية المتغيرة وأنماط الحياة المصقولة من أجل صحة الميكروبات على المدى الطويل؟

هذا التحليل الأول قبل عشر سنوات ، فشل تجنيد أشخاص من مدينتين أمريكيتين ، في التقاط التنوع الحقيقي للميكروبات البشرية. نحن نعلم الآن أن الأشخاص الذين يعيشون في أوروبا وأمريكا الشمالية لديهم عدد أقل من الميكروبات المختلفة من الأشخاص الذين يعيشون في المناطق الأقل تصنيعًا – ولكن لا يُعرف سوى القليل جدًا عن الاختلافات بين مجموعات البشر.

لا يُعرف سوى القليل عن قطيع الحيوانات الأخرى التي لديها الكثير. نحن نعلم أن ميكروبات الحيوانات الأسيرة تختلف عن تلك الموجودة في الحيوانات البرية ، وأن الميكروبات البشرية التي يتم تصنيعها تختلف عن الميكروبات غير الصناعية. لكن الكثير مما نعرفه عن الميكروبات الحيوانية يأتي من دراسات الحيوانات الأسيرة. عندما نفقد التنوع الحيواني بسبب التغير العالمي السريع ، فإننا نفقد أيضًا التنوع الميكروبي.

سيتطلب تعلم المزيد اتحادًا جديدًا لأخذ عينات من آلاف الأشخاص والحيوانات. يعمل علماء الأحياء وعلماء الأحياء الدقيقة في الحياة البرية عن كثب مع فرق في جميع أنحاء العالم. قبل عشر سنوات ، كان التحليل جديدًا وصعبًا لدرجة أننا لم نفكر كثيرًا في اكتساب العينات. الآن ، نحن بحاجة إلى توجيه عملية الحصول على العينات من المصادر العالمية.

عندما تكون البيانات خادعة بالفعل ، قد يتساءل البعض عن سبب حاجتنا إلى اتحاد جديد ضخم ومكلف – دراسة واحدة في كل مرة ، تجريها مختبرات عاملة بشكل خاص. لكن التصنيع يتحرك بسرعة ، والقوى الاقتصادية الحديثة لديها القدرة على تدمير التنوع الميكروبي بشكل أسرع مما يمكن رؤيته.

سوف يُمكِّن اتحاد جديد العلماء من ملء الخريطة الميكروبية أخيرًا. إنه مثل المسح البشري: ليس عليك انتظار المدن الفردية للإبلاغ عن سكانها ؛ قبل أن تقوم بتغييره ، فإنك تبذل جهودًا متضافرة للقيام بذلك باستمرار وبسرعة.

سيضع تحليل التنوع الجديد الواسع للميكروبات البشرية والكائنات الدقيقة الفقارية الواسعة أخيرًا بيانات الأنواع الخاصة بنا في سياق شجرة الحياة. عندها فقط يمكن أن يمتد مصطلح “الإنسان” ليشمل الميكروب.

المصالح التنافسية

يعلن المؤلف أنه لا توجد مصالح متنافسة.