7. Emma Schwager, Chengwei Luo, Curtis Huttenhower, and Xochitl C. Morgan 2015 •Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities. Microbe. 10:10, 419 8.
FRANCO FLORES EMMANUEL Junto a la secuenciación genómica unicelular, las tecnologías conocidas como meta’omics como la metagenómica, la metatranscriptomía, la metabolómica y la metaproteomía son nuevas y potentes herramientas para saber cómo los microbios en, sobre y alrededor nuestro afectan nuestra salud, para usar este conocimiento para diagnosticar, prevenir y tratar males como intestino inflamado, diabetes y otras enfermedades. Como técnicas de alto rendimiento cada vez son más accesibles y eficientes y se convierten en herramientas destinadas para examinar comunidades microbianas. Estas técnicas, en conjunto, nos permiten explorar el microbioma desde tres perspectivas diferentes, taxonómica, funcional y ecológica…mediante esta combinación podemos construir modelos de microbiomas diferentes y adaptados a nuevas situaciones como el cambio de dieta, un aumento de peso o una enfermedad. Una visión más ambiciosa nos dice que se podría conocer cómo el microbioma se modifica del transcurso de niñez a edad adulta, modificándolo para predecir la enfermedad y alterándolo para tratarla…o prevenirla… Si hablamos de estudios taxonómicos, al principio el investigador se limitaba a lo que podía ver en el microscopio, después con el secuenciador de ADN las cosas avanzaron, pero este sistema no describe las pequeñas diferencias entre algunos microbios, usa nada más al gen 16S ARN, no distingue entre cepas muy similares como la Escherichia y la Shigella, ni describe las funciones de la comunidad. Con la metagenómica se puede secuenciar el ADN de toda la comunidad. Al principio se trabajó con cepas cultivadas, para después dar el gran paso y estudiar un organismo cultivado metagenómicamente, ya que algunos microbios no se pueden estudiar porque no se puede recrear sus condiciones genómicas. Aunque no todo es tan fácil, existen retos y problemas en el camino de estas poderosas herramientas, como la transferencia horizontal de genes entre taxones y que existan secuencias genómicas que sean comunes a muchos taxones. Esto se resuelve con la secuenciación de una sola célula, porque no requiere cultivo ni montaje metagenómico, esto presenta otros detalles, como la necesidad de garantizar la calidad de las células y evitar su contaminación. Con respecto a la funcionalidad en la comunidad microbiana, mediante la identificación de los genes dentro de la secuencia metagenómica, ya sea buscando a los genes parecidos o asignándole información genética desde las herramientas de los meta’omics. Para el contexto ecológico partimos del hecho que el entorno afecta a los microbiomas y su respuesta ante las diferentes condiciones en las que la comunidad puede estar. Se puede comparar la información entre un ambiente propicio y uno completamente adverso, y determinar qué datos son trascendentales y cuales no lo son. Un estudio de estas características requiere la elección de un modelo de sistema, se usan tres: in vitro, en animales y en humanos. El sistema que nos brinda mayor control es el primero; los modelos animales nos dan una semejanza mayor con la biología humana, y los efectos del microbioma se observaron en este sistema…En el medio humano, tenemos muchas variantes, dieta, medio ambiente, composición genética y más; esto implica la necesidad de un gran número de sujetos de estudio. En estos casos la modelación matemática es de gran ayuda. El investigador debe ser capaz, para llegar a resultados confiables, de elegir el tipo de herramienta a utilizar, la perspectiva correcta que la que debe tratar los datos obtenidos para determinar la relación entre el microbioma y la salud humana; y determinar qué efectos son generales y cuales son propios de la población, de qué manera afecta al microbioma una intervención quirúrgica y por supuesto, saber cómo suceden estos procesos. Queda claro que tenemos mucho que aprender sobre nuestro microbioma, su relación con nuestra salud y los factores físicos y ecológicos que lo modifican.
TOVAR HERNÁNDEZ AMANDA SOFÍA Secuenciación genómica y otra herramientas para estudiar las comunidades microbianas El artículo habla acerca de nuevas tecnologías conocidas como “meta-omicas”, estas son poderosas herramientas para entender como los microbios dentro y fuera de nosotros afectan nuestra salud y así nos ayudan a diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades. Estas técnicas se han vuelto más eficientes día a día y se han convertido en herramientas esenciales para el estudio de comunidades microbianas, y nos permiten explorar el microbioma desde tres perspectivas complementarias: • Taxonomica, preguntándose acerca de que taxa está presente • Funcional, ayudándonos a determinar lo que están haciendo • Ecológica, revelando cómo es que los miembros de una comunidad interactúan entre si y afectan al huésped Combinando estas perspectivas podemos construir modelos de microbiomas que pueden ser usados para predecir cambios en el huésped Taxonómica: la composición de las comunidades microbianas Conocer la abundancia de cada taxón de las comunidades microbianas nos permitiría comparar comunidades en diferentes ambientes lo cual es un importante beneficio en la secuenciación de una sola célula, así como también la expansión de las bases de datos del genoma incluyendo los más extraños y nuevos microbios, todo esto nos prevé información detallada acerca de poblaciones de células y hebras individuales dentro de una muestra. Funcional: ¿Qué están haciendo las comunidades microbianas? Los perfiles funcionales nos hablan acerca de las capacidades de una comunidad, sabiendo estos perfiles nos podemos preguntar acerca de cómo cambian las funciones de una comunidad de un cuerpo a otro o entre estados de enfermedad o salud, es importante mencionar que aun conociendo la secuencia del genoma microbiano nos es imposible saber que genes son expresados en situaciones particulares. Ecológica: ¿Cómo los microbios interactúan entre sí y con su huésped? Una tercera forma de caracterizar las comunidades microbianas es considerándolas sistemas determinados con contables interacciones y efectos, las modelaciones matemáticas pueden ayudarnos a predecir estos y así crear tratamientos que ayuden a curar enfermedades. Los investigadores uno de estos tres tipos de sistema modelo para estudiar microbiomas; in vitro, animal y humano. Los sistemas in vitro son simples cultivando específicos conjuntos de taxa bajo condiciones específicas. Los modelos en animales se acercan a la biología humana más que los sistemas in vitro, y los sistemas humanos toman en cuenta la dieta, el ambiente y la relación entre individuos. Establecer los efectos es solo una parte de la meta de caracterizar relaciones entre el microbioma y la salud de los humanos, otro punto importante son las invenciones clínicas, las cuales dependen del desarrollo de variados modelos. Así podemos concluir que las tecnologías “meta-omicas” y la secuenciación celular nos ofrecen nos ofrecen nuevas y poderosas herramientas para conocer el microbioma humano y su relación con nuestra salud. Lo cuál en mi opinión es simplemente sorprendente, ya que cada día desarrollamos más herramientas para ir más allá de lo que podemos apreciar a simple vista, algo que hace apenas unas décadas no se creería posible.
TOVAR HERNÁNDEZ AMANDA SOFÍA Secuenciación genómica y otra herramientas para estudiar las comunidades microbianas El artículo habla acerca de nuevas tecnologías conocidas como “meta-omicas”, estas son poderosas herramientas para entender como los microbios dentro y fuera de nosotros afectan nuestra salud y así nos ayudan a diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades. Estas técnicas se han vuelto más eficientes día a día y se han convertido en herramientas esenciales para el estudio de comunidades microbianas, y nos permiten explorar el microbioma desde tres perspectivas complementarias: • Taxonomica, preguntándose acerca de que taxa está presente • Funcional, ayudándonos a determinar lo que están haciendo • Ecológica, revelando cómo es que los miembros de una comunidad interactúan entre si y afectan al huésped Combinando estas perspectivas podemos construir modelos de microbiomas que pueden ser usados para predecir cambios en el huésped Taxonómica: la composición de las comunidades microbianas Conocer la abundancia de cada taxón de las comunidades microbianas nos permitiría comparar comunidades en diferentes ambientes lo cual es un importante beneficio en la secuenciación de una sola célula, así como también la expansión de las bases de datos del genoma incluyendo los más extraños y nuevos microbios, todo esto nos prevé información detallada acerca de poblaciones de células y hebras individuales dentro de una muestra. Funcional: ¿Qué están haciendo las comunidades microbianas? Los perfiles funcionales nos hablan acerca de las capacidades de una comunidad, sabiendo estos perfiles nos podemos preguntar acerca de cómo cambian las funciones de una comunidad de un cuerpo a otro o entre estados de enfermedad o salud, es importante mencionar que aun conociendo la secuencia del genoma microbiano nos es imposible saber que genes son expresados en situaciones particulares. Ecológica: ¿Cómo los microbios interactúan entre sí y con su huésped? Una tercera forma de caracterizar las comunidades microbianas es considerándolas sistemas determinados con contables interacciones y efectos, las modelaciones matemáticas pueden ayudarnos a predecir estos y así crear tratamientos que ayuden a curar enfermedades. Los investigadores uno de estos tres tipos de sistema modelo para estudiar microbiomas; in vitro, animal y humano. Los sistemas in vitro son simples cultivando específicos conjuntos de taxa bajo condiciones específicas. Los modelos en animales se acercan a la biología humana más que los sistemas in vitro, y los sistemas humanos toman en cuenta la dieta, el ambiente y la relación entre individuos. Establecer los efectos es solo una parte de la meta de caracterizar relaciones entre el microbioma y la salud de los humanos, otro punto importante son las invenciones clínicas, las cuales dependen del desarrollo de variados modelos. Así podemos concluir que las tecnologías “meta-omicas” y la secuenciación celular nos ofrecen nos ofrecen nuevas y poderosas herramientas para conocer el microbioma humano y su relación con nuestra salud. Lo cuál en mi opinión es simplemente sorprendente, ya que cada día desarrollamos más herramientas para ir más allá de lo que podemos apreciar a simple vista, algo que hace apenas unas décadas no se creería posible.
El articulo nos habla de las herramientas para saber como los microbios dentro y fuera de nosotros afectan nuestra salud y así poder usar este conocimiento para prevenir o diagnosticar y tratar estas enfermedades, así mismo nos describe como es que actúan estas herramientas. Estas herramientas son llamadas meta'omics y están destinada para examinar comunidades microbianas en tres perspectivas diferentes. La taxonómica donde nos mencionan que hay diez regiones variables del DNA con mayores tasa de mutacion que son útiles para distinguir los diferentes taxones y esto permite la creación de arboles filogenéticos. También explican que 16S y WMS puede describir que categorías taxonmicas están representados en diferentes muestras, en un enfoque llamado perfil de la comunidad profila. Un beneficio importante de la secuenciación unicelular es que se amplia a las bases de datos genómicos que incluyen microbios incurables y raros para conocer si estos existen en las muestras. La Fucional: Aquí se explica que también podemos examinar a los microbios desde otras perspectivas, se pueden caracterizar en términos de su metabolismo o capacidades funcionales por la tanto la unidad fundamental podría ser un taxón o bien una función bioquímica. También podemos comparara lo metagenomas de personas sanas y enfermas en sus correspondientes perfiles para enlazar diferencial en el potencial genético y lo producido por la comunidad. La Ecológica donde nos explica que una tercera forma de caracterizar las comunidades microbianas es considerarlos sistemas deterministas con interacciones y efectos medibles. Un modelo matemático puede ayudar a predecir los efectos de intervenciones sobre el microbioma y por lo tanto ayudada también a identificar tratamientos que pueden prevenir o curar la enfermedad. En general investigadores utilizan uno de los tres tipos de sistemas de modelos para el estudio de microbiomas: In vitro, en animales y en humanos. Uno de los objetivos importantes es predecir la respuesta del micro bioma de unidades clínicas, un proceso que depende del desarrollo de modelos bien validados.
MÉRIDA ESCUDERO KARLA DANIELA “Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities.” Es importante conocer los microbios que nos rodean ya que podemos prevenir, diagnosticar o tratar enfermedades como intestino inflamado y diabetes. Obtener este conocimiento es posible gracias a nuevas herramientas denominadas “meta-omicas” y así como estas, algunas otras están en desarrollo. Con ellas podemos explorar al microbioma desde tres puntos complementarios, taxonómicamente que se refiere a los taxones presentes, funcionalmente que determinar lo que está haciendo y ecológicamente que revela como los miembros de una comunidad actúan entre si y afectan al huésped. Gracias a esto se pueden construir modelos de microbioma que se pueden utilizar para dar posibles respuestas a los cambios del huésped. Así como nosotros cambiamos también las tecnologías que utilizamos deben cambiar para da un nuevo enfoque y modelar los efectos de microbioma humano en beneficio a nuestra salud. Taxonomía: conocer la composición de las comunidades microbianas se pueden hacer comparaciones como las comunidades intestinales de personas obesas con las de personas delgadas. Esta taxonomía se asigna mediante la comparación de secuencias en que caen en cada categoría taxonómica Una ventaja de la secuenciación genómica en una sola célula es que amplía las bases de tatos genómicos que ayuda a incluir mayor número de microbios en los estudios de las “meta-omicas” ya que proporciona información detallada de las poblaciones de células así como identificar subpoblaciones y cepas individuales dentro de una muestra. Función: Gracias a esto podemos caracterizar a los microbiomas dependiendo de su metabolismo o simplemente por sus capacidades funcionales. Entonces podemos decir que la unidad fundamental del microbioma no sería solo su taxonomía también podría ser alguna función bioquímica. Los investigadores que trabajan en este proyecto encontraron que las capacidades funcionales de los genes son más estables que las composiciones. Por esto es que las “meta-omocas” nos proporcionan mucha información. Ecología: para caracterizar las comunidades microbianas aparte de las ya vistas se consideran las interacciones y los efectos medibles entre microbiomas. Se pueden utilizar las modelaciones matemáticas para predecir posibles efectos en intervención e identificar los tratamientos que previenen o curan alguna enfermedad. A pesar de las dificultades cada vez hay más mejoras en los estudios del microbiona tomando en cuenta estos tres aspectos en el fin de cuidar la salud humana y se puede describir con mayor precisión la forma en la que muchos microbios interactúan entre sí. Éste artículo me agrado ya que es muy descriptivo además de que da ejemplos sobre cada caso de los aspectos con los que podemos caracterizar a los microbiomas para que finalmente sigamos teniendo avances en el conocimiento, principalmente para cuidar dela salud humana. Emma Schwager, Chengwei Luo, Curtis Huttenhower, and Xochitl C. Morgan (2015) “Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities.”
Genomic sequencing and other tools for studying microbial communities El uso de nuevas tecnologías como la metagenómica, la metatranscriptomica, la metabolómica y la metaproteómica, conocidas como “meta-omics” permiten conocer como los microbios afectan nuestra salud, mediante la examinación de las comunidades microbianas en diferentes perspectivas (ecológica, funcional y taxonómica). La idea de su aplicación es poder medir el microbioma para predecir enfermedades y poder alterarlo para tratar las mismas. Desde la perspectiva taxonómica se analiza la composición de las comunidades microbianas, preguntándose qué taxones están presentes. La clave en este análisis radica en la tecnología de secuenciación de DNA, misma que en sus inicios se había limitado al gen 16S rRNA debido a su similitud de secuencia en todas las especies, sin embargo como no era completamente capaz de distinguir entre cepas bacterianas con secuencias similares se abrió campo a toda la secuenciación del metagenoma (WMS) lo que permitió comparar comunidades en ambientes diferentes. Posteriormente con el surgimiento de nuevos retos computacionales debidos a ambigüedades biológicas, como la transferencia horizontal de genes, se comienza a hablar de un método que deja de lado estos problemas: la secuenciación de una sola célula, que amplía las bases de datos genómicos logrando incluir a microbios no cultivables y raros. En cuanto a la perspectiva funcional se caracteriza al microbioma en términos de capacidades metabólicas o funcionales y de esta manera la unidad fundamental bien podría ser una función bioquímica. Conocer la secuencia del genoma microbiano habla de sus capacidades pero no dice nada sobre los genes que se expresan en situaciones específicas. Por ello se requieren más tecnologías que permitan entender la reacción del microbioma al entorno, a través de la medición de propiedades transitorias que expresan los genes o secretan las moléculas (la metabolómica en este caso cuantifica a los metabolitos). El problema reside en que la expresión del gen o los productos finales no siempre son claros debido a las barreras que se presentan en las técnicas. Aun así la información que proporcionan las meta-omics brindan mucha información y eso sirve para comparar metagenomas en personas sanas y enfermas, por ejemplo. El saber cómo interactúan los microbios entre sí y con el hospedador, define al microbioma como un sistema de interacciones y efectos medibles. Esta perspectiva ecológica se basa en modelos matemáticos para predecir efectos de intervenciones en el microbioma. Ya que las interacciones y efectos son producidos en contextos que giran en torno a la acogida se requiere el uso de un sistema modelo. Existen 3 tipos diferentes de sistemas: In vitro, animal y humano. El primero consiste en el cultivo de taxones y en el segundo se aprecia la semejanza a la biología humana y aquí cabe decir que la importancia del microbioma en el desarrollo del sistema humano se observó por primera vez en sistemas animales. La actual ampliación de conocimientos para el desarrollo de nuevas tecnologías con las cuales diagnosticar, predecir y prevenir enfermedades resulta de una enorme utilidad en el campo de la salud, lo que representa nuevas oportunidades para el mejoro en la calidad de vida de la sociedad. Además se debe contar con la creación de modelos que puedan ser manipulables, replicables y con precios adecuados. Ello no será fácil de lograr pero su importancia juega un papel fundamental en el ser humano.
En el artículo aparece una palabra-Ómica-, que es un neologismo usado en la biología molecular y lo utilizan para referirse al estudio del conjunto de algo, como genes o los organismos de un ecosistema, proteínas, etc. Y las principales ómicas son la Genómica, la Interactómica, la Metabolómica, la Metagenómica, la Epigenómica, la Metatranscriptómica,la Metaproteómica y la Transcriptómica. Estas nos ayudan a entender cómo los microbios afectan nuestra salud y así poder diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades como la inflamación intestinal, diabetes, etc. Mediante la combinación de estas tres perspectivas(Taxonómica, Funcional, Ecológica), podemos construir modelos de microbioma que se pueden utilizar para predecir las respuestas para albergar cambios tales como la dieta, el aumento de peso, etc. Una ventaja importante de la secuenciación de una sola célula es que amplía las bases de datos genómicos para incluir más microbios no cultivables y raros, a su vez, reforzando la información sobre estos microbios de los estudios meta'omics. Por otra parte, la secuenciación de una sola célula proporciona información muy detallada acerca de las poblaciones de células, que nos permite identificar subpoblaciones dentro de una muestra. El genoma tiene todas la instrucciones genéticas para el desarrollo del mismo y se transmite de padres a hijos, de generación en generación. Cuando estudiamos genomas podemos llegar a comprender más de 3000 millones de años de evolución. La secuenciación de genomas nos podrían llevar a nuevos avances y tendríamos muchas más aplicaciones en la medicina y otro tipo de enfoques en la biotecnología, etc. La secuenciación determina el orden de los nucleótidos (A, C, G y T) que hay en un fragmento de esa molécula. Pero la secuenciación genómica es una de las herramientas que se utilizan para estudiar a las comunidades microbianas. Y para poder estudiar una comunidad tenemos que tener en cuenta también su contexto ambiental y biológico, ya que las comunidades microbianas consisten en poblaciones de células de varias especies que tienen interacciones entre sí y se regulan mediante señales químicas -autoinductores-. Se compara información entre ambientes para así saber cuáles datos son importantes y relevantes y cuáles no. Pero para hacer el estudio se necesitan modelos matemáticos -in vitro, en animales y en humanos-. El estudio de estas comunidades en el medio ambiente son muy importantes para el conocimiento de la diversidad biológica global y de los ciclos biogeoquímicos que tienen lugar en el planeta. Los microorganismos pueden utilizar nutrientes y elementos que otros organismos más grandes no pueden utilizar. El análisis de estas comunidades nos permite saber las funciones positivas y negativas que pueden tener. Antes hacer estas investigaciones sobre las comunidades microbianas, su función, su diversidad, etc. era difícil, ya que la mayoría de los microorganismos no se podían cultivar adecuadamente por diversas razones, condiciones ambientales, nutrición, el no saber la fisiología del microorganismo que querían estudiar o porque no sabían cuales eran las interacciones que tenía esa comunidad. Pero ahora, en la actualidad, la aplicación de técnicas moleculares, permiten que se puedan analizar las secuencias de genes específicos o de genomas completos, teniendo grandes avances en el estudio de los microorganismos en poco tiempo.
En el artículo aparece una palabra-Ómica-, que es un neologismo usado en la biología molecular y lo utilizan para referirse al estudio del conjunto de algo, como genes o los organismos de un ecosistema, proteínas, etc. Y las principales ómicas son la Genómica, la Interactómica, la Metabolómica, la Metagenómica, la Epigenómica, la Metatranscriptómica,la Metaproteómica y la Transcriptómica. Estas nos ayudan a entender cómo los microbios afectan nuestra salud y así poder diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades como la inflamación intestinal, diabetes, etc. Mediante la combinación de estas tres perspectivas(Taxonómica, Funcional, Ecológica), podemos construir modelos de microbioma que se pueden utilizar para predecir las respuestas para albergar cambios tales como la dieta, el aumento de peso, etc. Una ventaja importante de la secuenciación de una sola célula es que amplía las bases de datos genómicos para incluir más microbios no cultivables y raros, a su vez, reforzando la información sobre estos microbios de los estudios meta'omics. Por otra parte, la secuenciación de una sola célula proporciona información muy detallada acerca de las poblaciones de células, que nos permite identificar subpoblaciones dentro de una muestra. El genoma tiene todas la instrucciones genéticas para el desarrollo del mismo y se transmite de padres a hijos, de generación en generación. Cuando estudiamos genomas podemos llegar a comprender más de 3000 millones de años de evolución. La secuenciación de genomas nos podrían llevar a nuevos avances y tendríamos muchas más aplicaciones en la medicina y otro tipo de enfoques en la biotecnología, etc. La secuenciación determina el orden de los nucleótidos (A, C, G y T) que hay en un fragmento de esa molécula. Pero la secuenciación genómica es una de las herramientas que se utilizan para estudiar a las comunidades microbianas. Y para poder estudiar una comunidad tenemos que tener en cuenta también su contexto ambiental y biológico, ya que las comunidades microbianas consisten en poblaciones de células de varias especies que tienen interacciones entre sí y se regulan mediante señales químicas -autoinductores-. Se compara información entre ambientes para así saber cuáles datos son importantes y relevantes y cuáles no. Pero para hacer el estudio se necesitan modelos matemáticos -in vitro, en animales y en humanos-. El estudio de estas comunidades en el medio ambiente son muy importantes para el conocimiento de la diversidad biológica global y de los ciclos biogeoquímicos que tienen lugar en el planeta. Los microorganismos pueden utilizar nutrientes y elementos que otros organismos más grandes no pueden utilizar. El análisis de estas comunidades nos permite saber las funciones positivas y negativas que pueden tener. Antes hacer estas investigaciones sobre las comunidades microbianas, su función, su diversidad, etc. era difícil, ya que la mayoría de los microorganismos no se podían cultivar adecuadamente por diversas razones, condiciones ambientales, nutrición, el no saber la fisiología del microorganismo que querían estudiar o porque no sabían cuales eran las interacciones que tenía esa comunidad. Pero ahora, en la actualidad, la aplicación de técnicas moleculares, permiten que se puedan analizar las secuencias de genes específicos o de genomas completos, teniendo grandes avances en el estudio de los microorganismos en poco tiempo.
MARÍA JOSÉ BELMONT GARCÍA Este artículo nos presenta la importancia de las recientes tecnologías que se encargan de estudiar a los microbios, conocidas como "meta'omics", las cuales nos brindan herramientas para conocer cómo estos organismos nos afectan así como para diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades. Este estudio se ha dividido en tres perspectivas que examinan las comunidades microbianas; la primera es la taxonomica que se encarga de estudiar la composición de las comunidades. Antes los ecologistas microbianos estaban limitados a conocer sólo los organismos que pudieran cultivar o identificar hasta que los avances en ADN han proporcionado un método conocido como 16S en el que se estudian 10 regiones que pueden variar en el genoma que puede distinguir entre diferentes especies, esta técnica es simple y barata por lo que ha sido de las más utilizadas, a pesar de que no distingue del todo a las bacterias ni las funciones de una comunidad. Conocer está gran variedad taxonomica es esencial para comparar las comunidades de diferentes entornos. Posteriormente para mejorar estos datos se utilizó la secuenciación de una sola célula, lo que expande la base de datos genomica incluyendo así poco comunes microbios, e incluso las más recientes secuenciaciones brindan información sobre la dinámica de las poblaciones.
En cuando a la segunda perspectiva que se basa en la función de las comunidades microbianas, aquí lo que se quiere estudiar son las capacidades funcionales o metabólicas identificando los genes con las secuencias WMS, con esta información también se pueden preguntar que tan potencial es que estas funciones se presenten dependiendo el estado de salud o de enfermedad. Conocer está secuenciación del genoma microbiano informa las capacidades pero no que gen será expresado en cada situación en particular, esto lo estudian otras partes de estas tecnologías midiendo las propiedades de las comunidades así como los gentes que son expresados. También se puede comprar el metagenoma de personas sanas y enfermas para vincularnos con los diferentes perfiles en cuanto al potencia genético expresado de la comunidad.
La ultima perspectiva es en la que aún se sigue trabajando bastante ya que esta implica las interacciones y efectos de las comunidades microbianas, estos aspectos de quieren establecer mediante modelos matemáticos, pero antes se deben medir o conocer formalmente. Para lograr esto debe considerarse y estudiarse la correlación entre elementos como la taxonomía, genes, metabolismo y cualquiera que describa el micrbioma. Para identificar estos efectos los investigadores han utilizado tres diferentes medios; el primero es en vitro, de cual se pueden tener las condiciones deseadas de estudio pero se aleja de las condiciones reales de la vida; el segundo es el animal, en este caso se han utilizados ratones para su estudio, de los cuales se puede analizar fácilmente los efectos al igual que se puede administrar algún antibiótico; las dificultades llegan cuando se tarta del tercer medio que es el humano debido a que no actuamos tal cual de manera poblacional y cada humano tiene diferentes hábitos, así como diferente forma de reacciones ante estos microbios. En esta perspectiva aún hacen falta mucho más conocimientos de la dinámica fisiológica y ecológica del micrbioma, de los cuales se podrá sacar mucho provecho en beneficio de la salud.
Las tecnologías conocidas como “meta’omics” han ido evolucionando rápidamente durante los últimos años. Dichas tecnologías permiten a los científicos conocer más acerca de los microbios que nos rodean y que están dentro de nosotros.
Los microbios están por todas partes. Contrario a lo que se suele pensar sobre que los seres humanos son quienes dominan el mundo, las bacterias lo conquistaron desde hace ya muchísimos años y son quienes realmente lo dominan. Estudiándolos, nos pueden contar la historia que tanto anhelamos conocer sobre el pasado de nuestro planeta y nos revelan importantes piezas del rompecabezas sobre el origen de la vida.
Se pueden analizar a las comunidades microbianas desde diferentes perspectivas utilizando estas nuevas tecnologías meta’omics. En este artículo, se mencionan tres: la taxonomía, la ecología microbiana y la función que tienen los diferentes tipos de microorganismos en sus comunidades.
El costo de las secuenciaciones ha decrecido considerablemente, lo cual permite que los bancos genómicos se vayan enriqueciendo. El gen 16s ha sido de gran ayuda para clasificar a las nuevas especies bacterianas sin embargo no siempre los científicos se pueden apoyar de dicho gen. La transferencia horizontal permite que haya un increíble intercambio de genes, esta es una de las razones por las cuales ser taxónomo microbiano es un gran reto.
Hay una cantidad increíble de microorganismos que no se han podido cultivar para ser estudiados, sin embargo, se sabe que existen gracias a las reconstrucciones de genomas con base en la cantidad gigantesca de datos genómicos recolectados.
Se estima que el organismo humano alberga unos 100 billones de microorganismos. Los tratamientos utilizados contra enfermedades humanas están cada vez más dirigidos hacia el restablecimiento y equilibrio de los microbios que viven en nuestro cuerpo. El PMH es un programa de investigación que se inició en 2007 con el objetivo de construir un catálogo o mapa genético de los microorganismos que pueblan el cuerpo de un adulto saludable. El PMH no habría sido posible sin las modernas técnicas de secuenciación del ADN ni los avances en la capacidad de las computadoras (1)
El desarrollo tecnologías que permitan el estudio de las comunidades microbianas es sumamente importante, ya que esto trae consigo muchos beneficios como aprovechamiento de dichos descubrimientos en la biotecnología, en la prevención y curas de enfermedades, en la reconstrucción de la historia de la vida, etc.
Schwager E, Luo C, Huttenhower C, and Morgan X.C. (2015) Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities. Microbe. 10:10, 419 8. (1) Cárdenas G. (2014) El microbioma humano. ¿Cómo ves? 167 10-14.
Herramientas para el estudio de comunidades microbianas
Conforme nuevas tecnologías conocidas como “meta’omics” se vuelven más eficientes y económicas su uso se incrementa, lo cual permite el estudio de microbiomas desde tres perspectivas diferentes, la taxonómica, la funcional y la ecológica; las cuales están íntimamente relacionadas.
Estas herramientas han revolucionado el aspecto taxonómico del estudio de microbiomas, previamente limitado al estudio de aquellos microorganismos que se pueden cultivar o identificar; ahora, gracias a técnicas de secuenciación como 16S o whole metagenome sequencing es posible conocer la abundancia de diferentes categorías taxonómicas en una muestra; dichas categorías dependen de la técnica y están limitadas por la calidad de las bases de datos disponibles como referencia y por ambigüedades biológicas. Otra técnica con gran utilidad es single-cell sequencing, que amplía las bases de datos de genomas de microbios, aunque también cuenta con limitaciones. Sin embargo, la información obtenida permite comparar las comunidades microbianas de distintos ambientes.
Tras identificar a los miembros de un microbioma es importante entender sus capacidades y funciones, las capacidades de una comunidad microbiana puede determinarse estudiando sus genes mientras que el estudio del RNA mensajero y los metabolitos y proteínas presentes nos muestra cómo dicho genes se están expresando en un ambiente y situación en particular.
Finalmente, en el aspecto ecológico se estudian las interacciones dentro de las comunidades microbianas y de éstas con su huésped. Para determinar interacciones en las comunidades microbianas se buscan correlaciones entre categorías taxonómicas, genes, etc. Y para determinar los efectos sobre el huésped se estudian correlaciones entre características del microbioma y características del huésped. Esto se realiza utilizando modelos in vitro, animales y humanos así como estadísticas y modelos matemáticos.
Uno de los aspectos más interesantes de estas herramientas es que pueden aplicarse al estudio del microbioma humano, lo cual permite entender cómo responde el microbioma a cambios en su huésped y qué implicaciones tiene en nuestra salud, lo cual permite predecir y tratar enfermedades, por lo cual es importante continuar con estos estudios y desarrollar técnicas que permitan eliminar las limitaciones que actualmente tienen estas herramientas.
Referencias Schwager, E., Luo,C., Huttenhower, C. and Morgan, X. C. (2015) Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities. Microbe. 10:10, 419
Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities
Debido al incremento de su eficiencia y de su asequibilidad, ha habido un boom de “metaómica” (proteómica, transcriptómica, metagenómica, metatranscriptómica, metabolómica) además de la secuenciación genómica de una sola célula y del perfil transcripcional, lo cual permitirá entender mejor el comportamiento del microbioma a nivel taxonómico, funcional y ecológico, y sus efectos sobre la salud humana. Antes de las técnicas de secuenciación, sólo se podían estudiar bacterias que se podían teñir o cultivar. La secuenciación de ADN ha sido una técnica barata pues sólo implica la amplificación de un solo gen, pero sólo se podía aplicar a bacterias que se pudieran teñir y cultivar, además de que se limitaba principalmente al gen de ARN ribosomal 16S (que al ser muy parecido en muchos organismos pero con algunos puntos importantes de diferenciación permite la formación de árboles filogénicos). Esta técnica también tiene la limitante de no poder diferenciar cepas de bacterias con rARN S16 muy parecido, ni las funciones de las comunidades. En la actualidad ya no se requiere cultivar una bacteria para secuenciar un solo gen sino que se puede secuenciar el genoma completo de todas las bacterias que se encuentran en una comunidad (community profiling). Con esto se puede estudiar el perfil taxonómico (porcentaje de secuencias de cada categoría taxonómica) y hacer comparaciones de comunidades diferentes ambientes. La secuenciación metagenómica completa y la secuenciación rARN S16 son útiles en la medida en que las bases de datos a las que se compartan tienen una alta calidad. A pesar de que la secuenciación de células aisladas y cultivadas es fácil, no ha sido posible aplicar esta técnica a muchos microorganismos debido a que sus requerimientos nutricionales y ambientales no son conocidos o son muy difíciles de reproducir. La metagenómica puede sobrepasar este problema, pero para ello requiere muchas más lecturas de secuencias para cubrir los grupos taxonómicos de baja abundancia. La secuenciación de una sola célula tiene la ventaja de que supera ambos problemas y permite reforzar y ampliar las bases de datos genómicas para incluir los microorganismos que no se pueden cultivar, además de proveer información sobre las características de la población de una muestra, sin embargo este tipo de secuenciación requiere técnicas muy especializadas para aislar células individuales de alta calidad. Existen otras complicaciones para las técnicas metaómicas, como que hay más rRNA y tRNA que mRNA, o que puede confundirse el mRNA del hospedero y del huésped debido a las diferencias de abundancia de éste último dependiendo del sitio donde se hospede. También se puede caracterizar un micorbioma también por su dimensión ecológica, es decir, a través de la medición de las interacciones entre microorganismos y de la relación húspedes-hospederos. En estos estudios, ya que siempre ocurren en el contexto de un hospedero, es cenesario considerar un tipo de modelos: in vitro, animal o humano.
Sánchez Olivera sabina Yetlanezi Diferentes tecnologías nuevas se han convertido en herramientas realmente útiles para entender a las bacterias y como nos afectan en cuanto a salud y en general en nuestra vida y cómo podemos aprovecharlas para resolver distintos tipos de problemas de salud. En general, las herramientas utilizadas para estudiar los microbiomas desde distintas perspectivas (taxonómica, funcional y ecológica) son la meta'omicas, a partir de los cuales se pueden construir modelos para predecir diferentes respuestas en el cuerpo ante cambios que se hagan en los huéspedes (dieta, enfermedades, etc), por lo que estudiar a las bacterias nos permite aprender más acerca de los microbiomas en nuestro cuerpo y el efecto que tienen en nosotros, para finalmente diagnosticar, tratar y prevenir algunas enfermedades .
No fue hasta que la tecnología permitió secuenciar el DNA (rRNA 16s) que se empezaron a descubrir bacterias que no podían ser cultivadas o vistas por tinción, permitiendo crear un árbol filogenetico más grande y detallado. La secuenciación del rRNA 16s permite identificar las categorías taxonómicas representadas en diferentes muestras a través de la comparación de distintos grupos con secuencias muy similares (con referencia en una base de datos), y da un acercamiento al perfil de la comunidad. La identificación de bacterias a través de este método es muy útil porque nos ayuda a distinguir fácilmente entre bacterias diferentes debido a que este gen tiene 10 regiones tienen una tasa alta de mutaciones que ayudan a distinguir las diferentes bacterias, sin embargo, no distingue entre tinciones bacterianas que tienen secuencias muy similares del gen rRNA 16s, a pesar de esto, es capaz de describir funciones de la comunidad, además de ser un método sencillo y barato, lo que lo ha hecho un método muy popular. Otros métodos utilizados son la secuenciación genómica de células individuales que ha permitido ampliar las bases de datos genómicas y brinda información detallada acerca de las poblaciones permitiendo identificar subpoblaciones y tinciones individuales dentro de una misma muestra, otro método utilizado es la secuenciación de genoma completo (WMS por sus siglas en inglés) la cual asigna la taxonomía a las bacterias a partir de la comparación de lecturas individuales o ensambladas con una base de datos genómica .
El perfil de función nos indica las capacidades potenciales de una comunidad, las cuales son cambiantes dependiendo de la parte del cuerpo en la que se encuentren o dependiendo de si nos encontramos en un estado de salud o enfermedad, etc. Demostrando que la composición de las bacterias depende del lugar o microbioma en el que se encuentren, más que de sus genes, debido a que al analizarlas se encontró que hay bastante estabilidad en sus genes, lo que respalda la idea de que dentro del microbioma humano son más importantes las funciones de la comunidad que las especies individualmente.
Conocer la secuencia de genes nos permite saber cuáles son las capacidades de un organismo, no cuales serán expresadas bajo diferentes condiciones, por lo que para entender qué genes son expresados y qué moléculas son secretadas como respuesta del microbioma a su medio ambiente son necesarias otras tecnologías meta'omicas y más estudios que nos permitan comparar diferentes poblaciones bacterianas para entender cuáles de los efectos del microbioma son generales y cuáles son específicos de la población.
Una vez más nos damos cuenta de todo el conocimiento que nos falta por adquirir acerca de las bacterias, porque a pesar de que entendemos algunas cosas, aún nos falta comprender su ecología y el efecto que pueden llegar a tener sobre nosotros ya sea bueno o malo de acuerdo a las condiciones que les proporcionemos o en las que se encuentren.
Joselin Judth Peña Herrera. La secuenciación genómica y otras herramientas para el estudio de las comunidades microbianas.
Como sabes el dogma de la biología, seria mas fácil entender una función si sabe cual es la estructura del ADN; esta moléculas transmitía la información genética a las células hijas dejando en claro que funcionaba como un código. Después se descubrió que el ADN daba origen a una secuencia de polipéptidos es decir debía dirigir la síntesis de proteínas, pero si esto era cierto faltaba una pieza del rompecabezas ya que sabían que las proteínas se sintetizaban fuera del núcleo y un posible candidato era el ARN que se encuentra en el citoplasma; ya que las proteínas no podían influir en los genes pero el ARN si; así dando paso a que se pudieran estudiar mas a fondo las comunidades microbianas con el conjunto de herramientas metaomics que son metagenomica, metatranscriptomics, metabolomics y metaproteomics, y así poder saber mas sobre como el microbioma humano funciona en base a tres perspectivas complementarias que son la taxonómica en la que se puede saber la dinámica que dan forma al microbioma desde la infancia hasta la edad adulta; la funcional que nos permite observar sus características en términos de sus capacidades metabólicas o funcionales y ecológica que nos permiten ver como comunidades microbianas interactúan como los efectos reciprocos que el microbiome y el anfitrión ejercen el uno sobre el otro; estas tres nos permitirán diagnosticar y prevenir enfermedades.
En el artículo se habla sobre las tres perspectivas complementarias con las que se permite explorar las secuencias genómicas de las diferentes comunidades microbianas, las cuales son: taxonómicas (los taxones presentes en cada una), funcionales (que determina sus acciones) y ecológicas (las interacciones entre comunidades); esto con el fin de conocer como los microbios afectan la salud de los humanos al haber interacciones y así poder prevenir y tratar las enfermedades que han surgido en el mundo.
Primero se describen las perspectivas taxonómicas de las comunidades, donde se expone que los análisis en los diferentes tipos de secuenciaciones del ADN da paso a la creación de arboles filogenéticos; ya que con solo una célula “meta’omics” se puede comprender las comunidades microbianas y así reducir las diferencias del genoma base, para conocer las características del metabolismo y función de cada una; por lo que es más fácil prevenir las enfermedades. Después se habla de la función, en donde se describen las capacidades potenciales de las comunidades, así como los diferentes sitios del cuerpo en donde se encuentran y las enfermedades que ellos producen; en concreto, se dispone de la expresión génica mediante la cuantificación de ARNm microbiano, mientras que la metabolica y proteica cuantificar los metabolitos y precursores de proteínas, determinando las secuencias de ARNm. Y por último se aclara la tercera perspectiva: ecológica. Donde se consideran sistemas determinados con interacciones y efectos medibles con los que se pretende ayudar a identificar las prevenciones de enfermedades; para medir las interacciones y las correlaciones entre los dos taxones, los genes y las transcripciones en cualquier tipo de perfil microbiano deben dar cuenta de la compleja estructura de datos meta'omic. Los investigadores utilizan uno de los tres modelos: in vitro, animales y humanos, para conocer las relaciones entre el micro-bioma y la salud humana; así como predecir la respuesta de las intervenciones clínicas.
En mi opinión este artículo es de suma importancia para el avance, prevención y cura en cuanto a las enfermedades que se han desarrollado en el mundo debido a los microorganismos; dado que todo se localiza en los genes. Son muy buenos puntos de investigación las tres perspectivas propuestas, ya que abarcan cada plano de la vida, desde su formación interna hasta las consecuencias que llevan en el lugar del cuerpo que se encuentren, así como las interacciones que tienen entre ellos y que pueden ser diferidas mediante las modificaciones y nuevas investigaciones que se han hecho en los laboratorios. Esto podría significar la erradicación de enfermedades simples (obesidad, diabetes,etc.) y a futuro, la prevención de algunas más complejas como el cáncer.
Con la secuenciación genómica unicelular, las tecnologías conocidas como "meta'omics" se han convertido en herramientas importantes para el entendimiento de cómo los microbios afectan nuestra vida, ya sea para bien como para mal. Sin embargo, estas aplicaciones siguen en desarrollo. Las meta'omics nos permiten explorar el microbioma desde tres perspectivas: taxonómica, funcional y ecológica. Taxonómica: El uso temprano de la secuenciación del ADN se basaba en el ARN 16s ribosomal (ARNr). Sin embargo, 10 regiones variables con mayor índice de mutación son útiles para la creación de árboles filogenéticos. Un beneficio importante de la secuenciación unicelular es que expande o incrementa las bases de datos para incluir microbios incautivables, además de brindar información detallada acerca de las poblaciones de células.
Funcional: Se puede reconocer al microbioma por su rol bioquímico. El perfil funcional nos habla de las capacidades potenciales de una comunidad. Gracias a esta información, podemos cuestionarnos sobre las variaciones que estas capacidades presentan al cambiar el sitio dentro del cuerpo o cuando este se encuentra sano o enfermo. Se ha inferido que es más relevante estudiar los efectos de una comunidad microbiana como si fuera un todo, que estudiar individualmente cada microbio.
Ecológica: En esta perspectiva se consideran las interacciones y el efecto de las comunidades microbianas entre estas y el huésped. Las interacciones y los efectos se miden de manera diferente, ya que pertenecen a un contexto, es decir, del entorno del huésped. En general, los investigadores se basan en tres métodos para estudiar los microbiomas: in vitro, animal y humano. El artículo me resultó muy complicado de entender porque requiere muchos conocimientos previos.
Monroy Guzmán Camila Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities
Tecnologías conocidas como meta’omics se utilizan para nuevas herramientas para conocer como los microbios nos afectan en salud y en la vida diaria y a los microbiomas humanos y cómo cambian desde la infancia hasta la edad adulta. También se utilizan para diagnósticas, prevenir y tratar enfermedades como la diabetes. Conforme se especializan más, son útiles para examinar comunidades microbianas y construir modelos de microbiomas a partir de 3 perspectivas complementarias (taxonómica, funcional y ecológica) que nos pueden ayudar para predecir respuestas cuando el huésped cambia algo como la dieta o cuando se somete a antibióticos. Hablar de estas tres perspectivas, resulta necesario ya que son complementarias. La perspectiva desde la taxonomía habla de la composición de las comunidades microbianas sede tecnológicas secuencias de DNA limitado por el 16S ribosomal RNA (rRNA) porque la clasificación taxonómica se asigna según la comparación entre grupos y una referencia a una base de datos. No distingue entre similares y no describe funciones de la comunidad. A su vez, el WMS puede describir a cuál categoría taxonómica representan diferentes ejemplos, así podemos comparar entre comunidades de diferentes ambientes (aeróbicas con anaeróbicas), esta secuencia asigna la taxonomía comparando cada individuo. Los dos procesos son limitados. Reconstruir genomas de los datos de WMS es más simple ya que muchos microbios no pueden ser cultivados por separados porque no se conocen los requerimientos ambientales necesarios. La secuencia unicelular expande bases de datos genómicos para incluir más incultivables microbios e información a gran detalle de comunidades de células . La segunda perspectiva es la función y se refiere a qué hacen las comunidades microbianas, la unidad fundamental puede ser un taxón o una función bioquímica que se puede visualizar a partir de los perfiles taxonómicos como capacidades funcionales o metabólicas. Al identificar secuencias de WMS podemos hablas del potencial de capacidades de la comunidad buscando secuencias similares a las conocidas en la base de datos y cómo éstas cambian, este gen funcional es más estable así que la función de la comunidad es más importante para entender las reacciones que presentan al ambiente según sus propiedades. Podemos comparar metanógenos de gente sana y enferma con el correspondiente metatranscriptómico y metaproteómico.
Finalmente la parte ecológica se refiere a cómo los microbios interactúan con otros y sus propios huéspedes. Considerando sistemas determinantes medidoras interacciones y efectos que se utilizarán para la construcción de modelos matemáticos han ayudado a predecir los efectos de intervención en los microbiomas para ayudar a identificar tratamientos. Estos pueden ser medidos de formas diferentes: para las interacciones se buscan correlaciones entre taxonomía y genes, o cualquier tipo de meta'omic perfil que describa el microbioma; y para los efectos tanto en el huésped como con otros se buscan correlaciones con características particulares del huésped. Se utilizan tres modelos (in vitro: es simple, cultiva especies bajo particulares condiciones. Animal; se acerca a la biología humana más que el primer sistema ya que es sencilla la intervención. Humano:varía mucho)
Los resultados los procesa la bioinformática y decicde cuál herramienta es la más apropiada para hacer más fácil la comparación de resultadospara está comparación es importante que se considere diferentes grupos para especificar interacciones generales y específicas.
Entender la relación entre los microbiomas y la vida humana, sobre todo en cuestión de salud es muy importante pero para esto debemos comprender los nutrientes en una escala macro-ecológica.
Artículo: Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities Alumna:Rodríguez Blanco Fernanda El artículo nos habla sobre las herramientas tan poderosas que actualmente se utilizan para conocer cómo los microbios pueden llegar a afectar o mejorar nuestra salud, por ejemplo, ahora se pueden diagnosticar o prevenir enfermedades gastrointestinales, diabetes, entre otras. El conjunto de todas estas herramientas es mejor conocido como ¨meta´omica¨, que incluyen a la metabolómica, la metagenética, la proteomica, y la transcriptomica. Son tan poderosas que cada vez más se tienen resultados más eficientes sobre las comunidades bacterianas; mientras que los análisis taxonómicos se están convirtiendo rápidamente estandarizados, otros, como la secuenciación genómica de una sola célula y el perfil transcripcional aún sigue en desarrollo. Por otro lado, la ¨meta´omica¨ permite explorar el microbioma humano desde tres perspectivas: una de ellas es la taxonomía que básicamente es para saber cuáles taxones están presentes, otra es la función de las bacterias, para entender qué trabajo están realizando y por último, un enfoque ecológico que revela como los miembros de una comunidad interactúan con otras. Los microbios no sólo son estudiados a partir de sus perfiles taxonómicos, también son caracterizados en términos de sus capacidades metabólicas y funcionales. Un perfil funcional permite saber cómo ciertas comunidades bacterianas varían dependiendo de la enfermedad y el lugar donde se encuentren, por ejemplo, existen bacterias que se pueden encontrar en la cavidad oral que son mejores para metabolizar azucares. Es importante destacar que en muchas ocasionas es más importante entender la función general de una comunidad que entenderla a partir de especies individuales. Una tercera forma de caracterizar las comunidades microbianas es considerarlos sistemas deterministas con interacciones y efectos medibles. Tales sistemas se pueden caracterizar con la medición de las interacciones dentro del microbioma, así como los efectos recíprocos que el microbioma y el huésped ejercen entre sí. La modelación matemática puede ayudar a predecir los efectos de las intervenciones sobre el microbioma, a su vez ayuda a identificar los tratamientos que previenen o curan determinada enfermedad. Para construir este tipo de modelos, hay que medir las interacciones y efectos, y de forma iterativa validar estas mediciones y predicciones. Identificar los efectos es sólo una parte del objetivo de caracterizar las relaciones entre el microbioma y la salud humana. Otro objetivo importante es predecir la respuesta del microbioma cuando se requieren intervenciones clínicas, un proceso que depende del desarrollo de modelos bien validados.
Omar Josue Obregón Portugal (PARTE 1) Secuenciación genómica y otra herramientas para estudiar las comunidades microbianas Este artículo nos habla acerca de las tecnologías conocidas como “meta-omicas”, que incluyen la metagenómica, la metatranscriptómica, metabolómica, y la metaproteómica, las cuales son nuevas herramientas que nos permiten entender como los microorganismos dentro y alrededor de nosotros afectan nuestra salud y bienestar. El conjunto de estas herramientas “meta-omicas”, junto con otras herramientas genómicas, nos permiten explorar el microbioma desde tres perspectivas complementarias: • Taxonómicamente: nos permite conocer las taxas que están presentes • Funcionalmente: determinando que es lo que hace cada microorganismo • Ecológicamente: describiendo como los miembros de una comunidad interactúan entre sí, y como a su vez afectan al huésped Combinando estas tres perspectivas podemos construir modelos de microbios que puedan ser usados para predecir las respuestas en los cabios del huésped, como la dieta, ganancia de peso, o las enfermedades. Perspectiva taxonómica: Se refiere a como están compuestas las comunidades microbianas. El uso de la secuenciación de DNA de 16S nos permite distinguir los diferentes taxones entre especies, lo que a su vez permite la creación de árboles filogenéticos. Aunque la técnica de secuenciación de DNA es muy buena, no nos permite distinguir cepas bacterianas con secuencias de genes 16S rRNA muy similares, como la Escherichia. También conocer la abundancia de cada taxón en una muestra nos permite comprender las comunidades microbianas en diferentes entornos. Existen otros métodos como la secuenciación metagenómica entera (WMS), pero tanto la WMS, como la secuenciación de DNA de toda la comunidad están limitadas por la cantidad de genomas disponibles en la base de datos que sirve como referencia, y que tan bien representan estos datos a la comunidad. Pero la secuenciación de una sola célula ayuda a reducir las diferencias en las hojas de datos del genoma de referencia. Otra ventaja de la secuenciación de una sola célula es que amplía las bases de datos genómicos para más microbios no cultivables y raros, complementando así los estudios realizados por las “meta-omicas”. Perspectiva funcional: Se refiere a lo que hace cada comunidad microbiana. Nos habla acerca de las capacidades potenciales de la comunidad mediante la identificación de los genes dentro de las secuencias de WMS, ya sea mediante la búsqueda de ellos para las secuencias que se asemejan a los genes o mediante la asignación de ellas para hacer referencia a las bases de datos de genes conocidos. Otra cosa importante de mencionar es el hecho que la comunidad microbiana es más importante, a que si la viéramos como especies individuales dentro del microbioma humano. La metatrascriptómica nos proporciona información acerca de la expresión genética mediante la cuantificación de ARNm microbiano, mientras que la metabolómica cuantifica los metabolitos, y la metaproteómica cuantifica las proteínas.
Omar Josue Obregón Portugal (PARTE 2) Perspectiva ecológica: como los microbios interactúan entre sí y con su huésped. Se refiere a como las comunidades microbianas como sistemas deterministas con interacciones y efectos medibles. Debido a que las interacciones y efectos de los microbios ocurren dentro del contexto del ambiente de huésped, la medición e interpretación de estos microbios requiere la elección de uno de los tres sistemas de modelo que existen: In vitro, donde se cultivan conjuntos específicos de taxones en condiciones particulares. Modelos animales, se asemejan más a la biología humana que los In vitro, de hecho, muchos de los efectos del microbioma, tales como su importancia en el desarrollo del sistema inmune, se han observado por primera vez en los sistemas animales. Modelos humanos, incluye otros factores, como la dieta, el ambiente, además de que la composición genética varía mucho entre individuos, lo que dificulta el estudio de los efectos potenciales de los microbiomas en la salud humana. Este artículo me pareció sumamente importante, ya que nos habla de cómo las nuevas herramientas desarrolladas por las “meta-omicas”, en conjunto con la genómica, nos permitiría en un futuro diagnosticar, prevenir o tratar enfermedades a través del conocimiento de nuestro microbioma. Así como también como cambia este microbioma como comunidad a perturbaciones como cambios de dieta, enfermedades o tratamientos con antibióticos.
Las tecnologías “meta’onomics” (metagenómica, metatranscriptómicas, metabolómicas, y metaprotómicas son poderosas nuevas herramientas para aprender como los microbios afectan nuestra salud y bienestar. Nos permiten conocer el microbioma desde las perspectivas taxonómica, funcional y ecológica. Combinando estas perspectivas es que podemos contruir modelos de microbiomas que pueden ser usados para predecir respuestas frente cambios como dieta, ganancia de peso o enfermedad. Éstas tecnologías y la single-cell genomic sequencing, representan nuevas herramientas para aprender del microbioma humano. Con ellas podemos comenzar a entender la dinámica que moldea el microbioma desde la infancia hasta la adultez, como responde el microbioma como comunidad frente a perturbaciones como cambios en la dieta, enfermedad o tratamiento con antibióticos y como puede ser medido para predecir futura enfermedad y alterarlo para tratarla. Hasta que se creó la tecnología de secuenciación del ADN los ecólogos microbianos se encontraban limitados a estudiar microbios que necesariamente tenían que ser cultivados o identificados a través de tinciones. Los primeros usos de la secuenciación estaban limitados exclusivamente al ARN ribosomal 16s. Gracias a que esta técnica amplifica un único gen, es simple y relativamente económica. A pesar de todo, la secuenciación 16s no distingue entre especies bacterianas con secuencias 16s similares. Por ejemplo, las cepas escherichia y shigella. Sin embargo, conforme los costos de secuenciación bajaron, la secuenciación de metagenoma entero (WMS) o la secuenciación del DNA de una comunidad se volvieron factibles. Con 16s, la secuenciación entera de metagenoma puede describir qué categorías taxonómicas están representadas en diferentes muestras, un acercamiento llamado “comunity profiling”. El conocer la abundancia de cada taxón en una muestra nos permite comparar comunidades en diferentes ambientes. Por ejemplo, podemos comparar las comunidades microbianas de personas esbeltas con personas con sobrepeso. El perfil taxonómico de cada muestra es el porcentaje de secuencias que encajan en cada categoría taxonómica, pero las categorías taxonómicas son determinadas de manera diferente con 16s y WMS.
En secuenciación 16s, la taxonomía es asignada al comparar cada grupo de secuencias similares a una base de datos; En la secuenciación WMS, la taxonomía es asignada comparando lecturas individuales a bases de datos de genomas de referencia. A pesar de que la secuenciación por genomas aislados es más simple, muchos microbios no pueden ser cultivados en aislamiento por sus requerimientos nutricionales o ambientales. El ensamble metagenómico evita éstas dificultades pero requiere más lecturas para cubrir taxa de baja abundancia. Un beneficio importante del single-cell sequencing es que expande las bases de datos genómicas para incluir microbios incultivables. La secuenciación single-cell provee información altamente detallada acerca de las poblaciones celulares, permitiéndonos identificar subpoblaciones y cepas individuales dentro de una muestra. Mientras vemos a los microbiomas como colecciones de taxa y observamos como los perfiles taxonómicos se relacionan a características de pacientes como dieta y enfermedad, podemos examinar microbiomas desde otras perspectivas, por ejemplo, pueden ser caracterizados en términos de sus capacidades metabólicas y funcionales. Así, la unidad fundamental de un microbioma puede ser un taxón o una función bioquímica. “Functional profiling” nos dice las capacidades de una comunidad al identificar genes dentro de las secuencias WMS, con esta información podemos preguntarnos como estas funciones de una comunidad cambian a través de diferentes partes del cuerpo o en diferentes estados de una enfermedad. De acuerdo a investigadores trabajando en el Human Microbiome Project, las capacidades funcionales de un gen son más estables que las composiciones de especie a través de los individuos. Apoyando la idea que la función en totalidad de una comunidad es más importante que las especies individuales dentro del microbioma humano. Las tecnologías meta’onómicas tienen una gran aplicación, por ejemplo, al comparar la abundancia de DNA y mRNA en un gen específico para determinar si está expresado en menos media o mayor medida comparado a su abundancia dentro de una comunidad. Los modelos matemáticos pueden ayudar a predecir los efectos de las intervenciones en el microbioma, para construir los modelos es necesario medir las interacciones y los efectos, y validar estas medidas y predicciones. Aún falta mucho por entender las dinámicas físicas y ecológicas en nuestros microbiomas.
Al principio, el artículo habla de cómo la genómica y otras herramientas y tecnologías tales como las "metaomicas" están permitiendo una exploración mayor del microbioma a partir de perspectivas complementarias que en el texto dice que son la taxonómica, funcional y ecológica. En las teconologías "metaomicas" se encuentran la metagenómica y otras, se han vuelto herramientas de gran poder en cuanto al aprendizaje de la interacción y el cómo los microbios afectan a la salud y al bienestar se refiere, así pues, se puede utilizar el conocimiento para la prevención, diagnostico y tratamiento de enfermedades como la diabetes.
De manera taxonómica habla de los taxones que se encuentran presentes. Dentro de la perspectiva funcional, nos ayuda a determinar que es lo que están haciendo y por último con el punto de vista ecológico, revela las interacciones de los miembros de la comunidad y la manera que afectan a sus huéspedes. Con el ensamble de estas tres perspectivas, se pueden obtener las respuestas a factores como son la dieta, enfermedad y el aumento de peso.
Gran parte de la secuenciación de las especies es idéntica en el gen 16S del RNAr, por ello los ecologistas microbianos se limitaron a estudiar los microbios que pueden ser cultivadas o identificadas por tinción, la secuenciación de una sola célula es importante ya que amplía las bases de datospara incluir más microbios raros y no cultivables, además, la secuenciación de una sola célula proorciona información acerca de las poblaciones de células.
De manera funcional, nos habla acerca de las capacidades de la comunidad mediante la identificación de los genes, también se observó que las capacidades funcionales de genes son más estables que las composiciones de las especies a través de las personas. Con la perspectiva ecológica, se consideran los sistemas con interacciones y efectos medibles que se pueden caracterizar dentro del microbioma.
FRANCO FLORES EMMANUEL
ReplyDeleteJunto a la secuenciación genómica unicelular, las tecnologías conocidas como meta’omics como la metagenómica, la metatranscriptomía, la metabolómica y la metaproteomía son nuevas y potentes herramientas para saber cómo los microbios en, sobre y alrededor nuestro afectan nuestra salud, para usar este conocimiento para diagnosticar, prevenir y tratar males como intestino inflamado, diabetes y otras enfermedades. Como técnicas de alto rendimiento cada vez son más accesibles y eficientes y se convierten en herramientas destinadas para examinar comunidades microbianas.
Estas técnicas, en conjunto, nos permiten explorar el microbioma desde tres perspectivas diferentes, taxonómica, funcional y ecológica…mediante esta combinación podemos construir modelos de microbiomas diferentes y adaptados a nuevas situaciones como el cambio de dieta, un aumento de peso o una enfermedad. Una visión más ambiciosa nos dice que se podría conocer cómo el microbioma se modifica del transcurso de niñez a edad adulta, modificándolo para predecir la enfermedad y alterándolo para tratarla…o prevenirla…
Si hablamos de estudios taxonómicos, al principio el investigador se limitaba a lo que podía ver en el microscopio, después con el secuenciador de ADN las cosas avanzaron, pero este sistema no describe las pequeñas diferencias entre algunos microbios, usa nada más al gen 16S ARN, no distingue entre cepas muy similares como la Escherichia y la Shigella, ni describe las funciones de la comunidad. Con la metagenómica se puede secuenciar el ADN de toda la comunidad. Al principio se trabajó con cepas cultivadas, para después dar el gran paso y estudiar un organismo cultivado metagenómicamente, ya que algunos microbios no se pueden estudiar porque no se puede recrear sus condiciones genómicas. Aunque no todo es tan fácil, existen retos y problemas en el camino de estas poderosas herramientas, como la transferencia horizontal de genes entre taxones y que existan secuencias genómicas que sean comunes a muchos taxones. Esto se resuelve con la secuenciación de una sola célula, porque no requiere cultivo ni montaje metagenómico, esto presenta otros detalles, como la necesidad de garantizar la calidad de las células y evitar su contaminación.
Con respecto a la funcionalidad en la comunidad microbiana, mediante la identificación de los genes dentro de la secuencia metagenómica, ya sea buscando a los genes parecidos o asignándole información genética desde las herramientas de los meta’omics.
Para el contexto ecológico partimos del hecho que el entorno afecta a los microbiomas y su respuesta ante las diferentes condiciones en las que la comunidad puede estar. Se puede comparar la información entre un ambiente propicio y uno completamente adverso, y determinar qué datos son trascendentales y cuales no lo son. Un estudio de estas características requiere la elección de un modelo de sistema, se usan tres: in vitro, en animales y en humanos. El sistema que nos brinda mayor control es el primero; los modelos animales nos dan una semejanza mayor con la biología humana, y los efectos del microbioma se observaron en este sistema…En el medio humano, tenemos muchas variantes, dieta, medio ambiente, composición genética y más; esto implica la necesidad de un gran número de sujetos de estudio. En estos casos la modelación matemática es de gran ayuda.
El investigador debe ser capaz, para llegar a resultados confiables, de elegir el tipo de herramienta a utilizar, la perspectiva correcta que la que debe tratar los datos obtenidos para determinar la relación entre el microbioma y la salud humana; y determinar qué efectos son generales y cuales son propios de la población, de qué manera afecta al microbioma una intervención quirúrgica y por supuesto, saber cómo suceden estos procesos. Queda claro que tenemos mucho que aprender sobre nuestro microbioma, su relación con nuestra salud y los factores físicos y ecológicos que lo modifican.
excelente!!
DeleteTOVAR HERNÁNDEZ AMANDA SOFÍA
ReplyDeleteSecuenciación genómica y otra herramientas para estudiar las comunidades microbianas
El artículo habla acerca de nuevas tecnologías conocidas como “meta-omicas”, estas son poderosas herramientas para entender como los microbios dentro y fuera de nosotros afectan nuestra salud y así nos ayudan a diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades.
Estas técnicas se han vuelto más eficientes día a día y se han convertido en herramientas esenciales para el estudio de comunidades microbianas, y nos permiten explorar el microbioma desde tres perspectivas complementarias:
• Taxonomica, preguntándose acerca de que taxa está presente
• Funcional, ayudándonos a determinar lo que están haciendo
• Ecológica, revelando cómo es que los miembros de una comunidad interactúan entre si y afectan al huésped
Combinando estas perspectivas podemos construir modelos de microbiomas que pueden ser usados para predecir cambios en el huésped
Taxonómica: la composición de las comunidades microbianas
Conocer la abundancia de cada taxón de las comunidades microbianas nos permitiría comparar comunidades en diferentes ambientes lo cual es un importante beneficio en la secuenciación de una sola célula, así como también la expansión de las bases de datos del genoma incluyendo los más extraños y nuevos microbios, todo esto nos prevé información detallada acerca de poblaciones de células y hebras individuales dentro de una muestra.
Funcional: ¿Qué están haciendo las comunidades microbianas?
Los perfiles funcionales nos hablan acerca de las capacidades de una comunidad, sabiendo estos perfiles nos podemos preguntar acerca de cómo cambian las funciones de una comunidad de un cuerpo a otro o entre estados de enfermedad o salud, es importante mencionar que aun conociendo la secuencia del genoma microbiano nos es imposible saber que genes son expresados en situaciones particulares.
Ecológica: ¿Cómo los microbios interactúan entre sí y con su huésped?
Una tercera forma de caracterizar las comunidades microbianas es considerándolas sistemas determinados con contables interacciones y efectos, las modelaciones matemáticas pueden ayudarnos a predecir estos y así crear tratamientos que ayuden a curar enfermedades.
Los investigadores uno de estos tres tipos de sistema modelo para estudiar microbiomas; in vitro, animal y humano. Los sistemas in vitro son simples cultivando específicos conjuntos de taxa bajo condiciones específicas. Los modelos en animales se acercan a la biología humana más que los sistemas in vitro, y los sistemas humanos toman en cuenta la dieta, el ambiente y la relación entre individuos.
Establecer los efectos es solo una parte de la meta de caracterizar relaciones entre el microbioma y la salud de los humanos, otro punto importante son las invenciones clínicas, las cuales dependen del desarrollo de variados modelos.
Así podemos concluir que las tecnologías “meta-omicas” y la secuenciación celular nos ofrecen nos ofrecen nuevas y poderosas herramientas para conocer el microbioma humano y su relación con nuestra salud. Lo cuál en mi opinión es simplemente sorprendente, ya que cada día desarrollamos más herramientas para ir más allá de lo que podemos apreciar a simple vista, algo que hace apenas unas décadas no se creería posible.
muy bien
DeleteTOVAR HERNÁNDEZ AMANDA SOFÍA
ReplyDeleteSecuenciación genómica y otra herramientas para estudiar las comunidades microbianas
El artículo habla acerca de nuevas tecnologías conocidas como “meta-omicas”, estas son poderosas herramientas para entender como los microbios dentro y fuera de nosotros afectan nuestra salud y así nos ayudan a diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades.
Estas técnicas se han vuelto más eficientes día a día y se han convertido en herramientas esenciales para el estudio de comunidades microbianas, y nos permiten explorar el microbioma desde tres perspectivas complementarias:
• Taxonomica, preguntándose acerca de que taxa está presente
• Funcional, ayudándonos a determinar lo que están haciendo
• Ecológica, revelando cómo es que los miembros de una comunidad interactúan entre si y afectan al huésped
Combinando estas perspectivas podemos construir modelos de microbiomas que pueden ser usados para predecir cambios en el huésped
Taxonómica: la composición de las comunidades microbianas
Conocer la abundancia de cada taxón de las comunidades microbianas nos permitiría comparar comunidades en diferentes ambientes lo cual es un importante beneficio en la secuenciación de una sola célula, así como también la expansión de las bases de datos del genoma incluyendo los más extraños y nuevos microbios, todo esto nos prevé información detallada acerca de poblaciones de células y hebras individuales dentro de una muestra.
Funcional: ¿Qué están haciendo las comunidades microbianas?
Los perfiles funcionales nos hablan acerca de las capacidades de una comunidad, sabiendo estos perfiles nos podemos preguntar acerca de cómo cambian las funciones de una comunidad de un cuerpo a otro o entre estados de enfermedad o salud, es importante mencionar que aun conociendo la secuencia del genoma microbiano nos es imposible saber que genes son expresados en situaciones particulares.
Ecológica: ¿Cómo los microbios interactúan entre sí y con su huésped?
Una tercera forma de caracterizar las comunidades microbianas es considerándolas sistemas determinados con contables interacciones y efectos, las modelaciones matemáticas pueden ayudarnos a predecir estos y así crear tratamientos que ayuden a curar enfermedades.
Los investigadores uno de estos tres tipos de sistema modelo para estudiar microbiomas; in vitro, animal y humano. Los sistemas in vitro son simples cultivando específicos conjuntos de taxa bajo condiciones específicas. Los modelos en animales se acercan a la biología humana más que los sistemas in vitro, y los sistemas humanos toman en cuenta la dieta, el ambiente y la relación entre individuos.
Establecer los efectos es solo una parte de la meta de caracterizar relaciones entre el microbioma y la salud de los humanos, otro punto importante son las invenciones clínicas, las cuales dependen del desarrollo de variados modelos.
Así podemos concluir que las tecnologías “meta-omicas” y la secuenciación celular nos ofrecen nos ofrecen nuevas y poderosas herramientas para conocer el microbioma humano y su relación con nuestra salud. Lo cuál en mi opinión es simplemente sorprendente, ya que cada día desarrollamos más herramientas para ir más allá de lo que podemos apreciar a simple vista, algo que hace apenas unas décadas no se creería posible.
muy bien
Deleteteresa Guadalupe
ReplyDeleteTeresa Guadalupe Mateos Pimentel.
ReplyDeleteEl articulo nos habla de las herramientas para saber como los microbios dentro y fuera de nosotros afectan nuestra salud y así poder usar este conocimiento para prevenir o diagnosticar y tratar estas enfermedades, así mismo nos describe como es que actúan estas herramientas.
Estas herramientas son llamadas meta'omics y están destinada para examinar comunidades microbianas en tres perspectivas diferentes.
La taxonómica donde nos mencionan que hay diez regiones variables del DNA con mayores tasa de mutacion que son útiles para distinguir los diferentes taxones y esto permite la creación de arboles filogenéticos. También explican que 16S y WMS puede describir que categorías taxonmicas están representados en diferentes muestras, en un enfoque llamado perfil de la comunidad profila. Un beneficio importante de la secuenciación unicelular es que se amplia a las bases de datos genómicos que incluyen microbios incurables y raros para conocer si estos existen en las muestras.
La Fucional: Aquí se explica que también podemos examinar a los microbios desde otras perspectivas, se pueden caracterizar en términos de su metabolismo o capacidades funcionales por la tanto la unidad fundamental podría ser un taxón o bien una función bioquímica. También podemos comparara lo metagenomas de personas sanas y enfermas en sus correspondientes perfiles para enlazar diferencial en el potencial genético y lo producido por la comunidad.
La Ecológica donde nos explica que una tercera forma de caracterizar las comunidades microbianas es considerarlos sistemas deterministas con interacciones y efectos medibles. Un modelo matemático puede ayudar a predecir los efectos de intervenciones sobre el microbioma y por lo tanto ayudada también a identificar tratamientos que pueden prevenir o curar la enfermedad.
En general investigadores utilizan uno de los tres tipos de sistemas de modelos para el estudio de microbiomas: In vitro, en animales y en humanos. Uno de los objetivos importantes es predecir la respuesta del micro bioma de unidades clínicas, un proceso que depende del desarrollo de modelos bien validados.
bien
DeleteMÉRIDA ESCUDERO KARLA DANIELA
ReplyDelete“Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities.”
Es importante conocer los microbios que nos rodean ya que podemos prevenir, diagnosticar o tratar enfermedades como intestino inflamado y diabetes. Obtener este conocimiento es posible gracias a nuevas herramientas denominadas “meta-omicas” y así como estas, algunas otras están en desarrollo. Con ellas podemos explorar al microbioma desde tres puntos complementarios, taxonómicamente que se refiere a los taxones presentes, funcionalmente que determinar lo que está haciendo y ecológicamente que revela como los miembros de una comunidad actúan entre si y afectan al huésped. Gracias a esto se pueden construir modelos de microbioma que se pueden utilizar para dar posibles respuestas a los cambios del huésped. Así como nosotros cambiamos también las tecnologías que utilizamos deben cambiar para da un nuevo enfoque y modelar los efectos de microbioma humano en beneficio a nuestra salud.
Taxonomía: conocer la composición de las comunidades microbianas se pueden hacer comparaciones como las comunidades intestinales de personas obesas con las de personas delgadas. Esta taxonomía se asigna mediante la comparación de secuencias en que caen en cada categoría taxonómica
Una ventaja de la secuenciación genómica en una sola célula es que amplía las bases de tatos genómicos que ayuda a incluir mayor número de microbios en los estudios de las “meta-omicas” ya que proporciona información detallada de las poblaciones de células así como identificar subpoblaciones y cepas individuales dentro de una muestra.
Función: Gracias a esto podemos caracterizar a los microbiomas dependiendo de su metabolismo o simplemente por sus capacidades funcionales. Entonces podemos decir que la unidad fundamental del microbioma no sería solo su taxonomía también podría ser alguna función bioquímica. Los investigadores que trabajan en este proyecto encontraron que las capacidades funcionales de los genes son más estables que las composiciones. Por esto es que las “meta-omocas” nos proporcionan mucha información.
Ecología: para caracterizar las comunidades microbianas aparte de las ya vistas se consideran las interacciones y los efectos medibles entre microbiomas. Se pueden utilizar las modelaciones matemáticas para predecir posibles efectos en intervención e identificar los tratamientos que previenen o curan alguna enfermedad.
A pesar de las dificultades cada vez hay más mejoras en los estudios del microbiona tomando en cuenta estos tres aspectos en el fin de cuidar la salud humana y se puede describir con mayor precisión la forma en la que muchos microbios interactúan entre sí.
Éste artículo me agrado ya que es muy descriptivo además de que da ejemplos sobre cada caso de los aspectos con los que podemos caracterizar a los microbiomas para que finalmente sigamos teniendo avances en el conocimiento, principalmente para cuidar dela salud humana.
Emma Schwager, Chengwei Luo, Curtis Huttenhower, and Xochitl C. Morgan (2015) “Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities.”
muy bien
DeleteLópez Velázquez Nadia Saray
ReplyDeleteGenomic sequencing and other tools for studying microbial communities
El uso de nuevas tecnologías como la metagenómica, la metatranscriptomica, la metabolómica y la metaproteómica, conocidas como “meta-omics” permiten conocer como los microbios afectan nuestra salud, mediante la examinación de las comunidades microbianas en diferentes perspectivas (ecológica, funcional y taxonómica). La idea de su aplicación es poder medir el microbioma para predecir enfermedades y poder alterarlo para tratar las mismas.
Desde la perspectiva taxonómica se analiza la composición de las comunidades microbianas, preguntándose qué taxones están presentes. La clave en este análisis radica en la tecnología de secuenciación de DNA, misma que en sus inicios se había limitado al gen 16S rRNA debido a su similitud de secuencia en todas las especies, sin embargo como no era completamente capaz de distinguir entre cepas bacterianas con secuencias similares se abrió campo a toda la secuenciación del metagenoma (WMS) lo que permitió comparar comunidades en ambientes diferentes.
Posteriormente con el surgimiento de nuevos retos computacionales debidos a ambigüedades biológicas, como la transferencia horizontal de genes, se comienza a hablar de un método que deja de lado estos problemas: la secuenciación de una sola célula, que amplía las bases de datos genómicos logrando incluir a microbios no cultivables y raros.
En cuanto a la perspectiva funcional se caracteriza al microbioma en términos de capacidades metabólicas o funcionales y de esta manera la unidad fundamental bien podría ser una función bioquímica.
Conocer la secuencia del genoma microbiano habla de sus capacidades pero no dice nada sobre los genes que se expresan en situaciones específicas. Por ello se requieren más tecnologías que permitan entender la reacción del microbioma al entorno, a través de la medición de propiedades transitorias que expresan los genes o secretan las moléculas (la metabolómica en este caso cuantifica a los metabolitos). El problema reside en que la expresión del gen o los productos finales no siempre son claros debido a las barreras que se presentan en las técnicas. Aun así la información que proporcionan las meta-omics brindan mucha información y eso sirve para comparar metagenomas en personas sanas y enfermas, por ejemplo.
El saber cómo interactúan los microbios entre sí y con el hospedador, define al microbioma como un sistema de interacciones y efectos medibles. Esta perspectiva ecológica se basa en modelos matemáticos para predecir efectos de intervenciones en el microbioma.
Ya que las interacciones y efectos son producidos en contextos que giran en torno a la acogida se requiere el uso de un sistema modelo. Existen 3 tipos diferentes de sistemas: In vitro, animal y humano. El primero consiste en el cultivo de taxones y en el segundo se aprecia la semejanza a la biología humana y aquí cabe decir que la importancia del microbioma en el desarrollo del sistema humano se observó por primera vez en sistemas animales.
La actual ampliación de conocimientos para el desarrollo de nuevas tecnologías con las cuales diagnosticar, predecir y prevenir enfermedades resulta de una enorme utilidad en el campo de la salud, lo que representa nuevas oportunidades para el mejoro en la calidad de vida de la sociedad. Además se debe contar con la creación de modelos que puedan ser manipulables, replicables y con precios adecuados. Ello no será fácil de lograr pero su importancia juega un papel fundamental en el ser humano.
bien
DeleteReyes Torres Anya Miranda
ReplyDeleteEn el artículo aparece una palabra-Ómica-, que es un neologismo usado en la biología molecular y lo utilizan para referirse al estudio del conjunto de algo, como genes o los organismos de un ecosistema, proteínas, etc. Y las principales ómicas son la Genómica, la Interactómica, la Metabolómica, la Metagenómica, la Epigenómica, la Metatranscriptómica,la Metaproteómica y la Transcriptómica.
Estas nos ayudan a entender cómo los microbios afectan nuestra salud y así poder diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades como la inflamación intestinal, diabetes, etc. Mediante la combinación de estas tres perspectivas(Taxonómica, Funcional, Ecológica), podemos construir modelos de microbioma que se pueden utilizar para predecir las respuestas para albergar cambios tales como la dieta, el aumento de peso, etc.
Una ventaja importante de la secuenciación de una sola célula es que amplía las bases de datos genómicos para incluir más microbios no cultivables y raros, a su vez, reforzando la información sobre estos microbios de los estudios meta'omics. Por otra parte, la secuenciación de una sola célula proporciona información muy detallada acerca de las poblaciones de células, que nos permite identificar subpoblaciones dentro de una muestra.
El genoma tiene todas la instrucciones genéticas para el desarrollo del mismo y se transmite de padres a hijos, de generación en generación. Cuando estudiamos genomas podemos llegar a comprender más de 3000 millones de años de evolución. La secuenciación de genomas nos podrían llevar a nuevos avances y tendríamos muchas más aplicaciones en la medicina y otro tipo de enfoques en la biotecnología, etc. La secuenciación determina el orden de los nucleótidos (A, C, G y T) que hay en un fragmento de esa molécula.
Pero la secuenciación genómica es una de las herramientas que se utilizan para estudiar a las comunidades microbianas. Y para poder estudiar una comunidad tenemos que tener en cuenta también su contexto ambiental y biológico, ya que las comunidades microbianas consisten en poblaciones de células de varias especies que tienen interacciones entre sí y se regulan mediante señales químicas -autoinductores-. Se compara información entre ambientes para así saber cuáles datos son importantes y relevantes y cuáles no. Pero para hacer el estudio se necesitan modelos matemáticos -in vitro, en animales y en humanos-.
El estudio de estas comunidades en el medio ambiente son muy importantes para el conocimiento de la diversidad biológica global y de los ciclos biogeoquímicos que tienen lugar en el planeta. Los microorganismos pueden utilizar nutrientes y elementos que otros organismos más grandes no pueden utilizar.
El análisis de estas comunidades nos permite saber las funciones positivas y negativas que pueden tener. Antes hacer estas investigaciones sobre las comunidades microbianas, su función, su diversidad, etc. era difícil, ya que la mayoría de los microorganismos no se podían cultivar adecuadamente por diversas razones, condiciones ambientales, nutrición, el no saber la fisiología del microorganismo que querían estudiar o porque no sabían cuales eran las interacciones que tenía esa comunidad. Pero ahora, en la actualidad, la aplicación de técnicas moleculares, permiten que se puedan analizar las secuencias de genes específicos o de genomas completos, teniendo grandes avances en el estudio de los microorganismos en poco tiempo.
bien
DeleteReyes Torres Anya Miranda
ReplyDeleteEn el artículo aparece una palabra-Ómica-, que es un neologismo usado en la biología molecular y lo utilizan para referirse al estudio del conjunto de algo, como genes o los organismos de un ecosistema, proteínas, etc. Y las principales ómicas son la Genómica, la Interactómica, la Metabolómica, la Metagenómica, la Epigenómica, la Metatranscriptómica,la Metaproteómica y la Transcriptómica.
Estas nos ayudan a entender cómo los microbios afectan nuestra salud y así poder diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades como la inflamación intestinal, diabetes, etc. Mediante la combinación de estas tres perspectivas(Taxonómica, Funcional, Ecológica), podemos construir modelos de microbioma que se pueden utilizar para predecir las respuestas para albergar cambios tales como la dieta, el aumento de peso, etc.
Una ventaja importante de la secuenciación de una sola célula es que amplía las bases de datos genómicos para incluir más microbios no cultivables y raros, a su vez, reforzando la información sobre estos microbios de los estudios meta'omics. Por otra parte, la secuenciación de una sola célula proporciona información muy detallada acerca de las poblaciones de células, que nos permite identificar subpoblaciones dentro de una muestra.
El genoma tiene todas la instrucciones genéticas para el desarrollo del mismo y se transmite de padres a hijos, de generación en generación. Cuando estudiamos genomas podemos llegar a comprender más de 3000 millones de años de evolución. La secuenciación de genomas nos podrían llevar a nuevos avances y tendríamos muchas más aplicaciones en la medicina y otro tipo de enfoques en la biotecnología, etc. La secuenciación determina el orden de los nucleótidos (A, C, G y T) que hay en un fragmento de esa molécula.
Pero la secuenciación genómica es una de las herramientas que se utilizan para estudiar a las comunidades microbianas. Y para poder estudiar una comunidad tenemos que tener en cuenta también su contexto ambiental y biológico, ya que las comunidades microbianas consisten en poblaciones de células de varias especies que tienen interacciones entre sí y se regulan mediante señales químicas -autoinductores-. Se compara información entre ambientes para así saber cuáles datos son importantes y relevantes y cuáles no. Pero para hacer el estudio se necesitan modelos matemáticos -in vitro, en animales y en humanos-.
El estudio de estas comunidades en el medio ambiente son muy importantes para el conocimiento de la diversidad biológica global y de los ciclos biogeoquímicos que tienen lugar en el planeta. Los microorganismos pueden utilizar nutrientes y elementos que otros organismos más grandes no pueden utilizar.
El análisis de estas comunidades nos permite saber las funciones positivas y negativas que pueden tener. Antes hacer estas investigaciones sobre las comunidades microbianas, su función, su diversidad, etc. era difícil, ya que la mayoría de los microorganismos no se podían cultivar adecuadamente por diversas razones, condiciones ambientales, nutrición, el no saber la fisiología del microorganismo que querían estudiar o porque no sabían cuales eran las interacciones que tenía esa comunidad. Pero ahora, en la actualidad, la aplicación de técnicas moleculares, permiten que se puedan analizar las secuencias de genes específicos o de genomas completos, teniendo grandes avances en el estudio de los microorganismos en poco tiempo.
MARÍA JOSÉ BELMONT GARCÍA
ReplyDeleteEste artículo nos presenta la importancia de las recientes tecnologías que se encargan de estudiar a los microbios, conocidas como "meta'omics", las cuales nos brindan herramientas para conocer cómo estos organismos nos afectan así como para diagnosticar, prevenir y tratar enfermedades.
Este estudio se ha dividido en tres perspectivas que examinan las comunidades microbianas; la primera es la taxonomica que se encarga de estudiar la composición de las comunidades. Antes los ecologistas microbianos estaban limitados a conocer sólo los organismos que pudieran cultivar o identificar hasta que los avances en ADN han proporcionado un método conocido como 16S en el que se estudian 10 regiones que pueden variar en el genoma que puede distinguir entre diferentes especies, esta técnica es simple y barata por lo que ha sido de las más utilizadas, a pesar de que no distingue del todo a las bacterias ni las funciones de una comunidad. Conocer está gran variedad taxonomica es esencial para comparar las comunidades de diferentes entornos. Posteriormente para mejorar estos datos se utilizó la secuenciación de una sola célula, lo que expande la base de datos genomica incluyendo así poco comunes microbios, e incluso las más recientes secuenciaciones brindan información sobre la dinámica de las poblaciones.
En cuando a la segunda perspectiva que se basa en la función de las comunidades microbianas, aquí lo que se quiere estudiar son las capacidades funcionales o metabólicas identificando los genes con las secuencias WMS, con esta información también se pueden preguntar que tan potencial es que estas funciones se presenten dependiendo el estado de salud o de enfermedad. Conocer está secuenciación del genoma microbiano informa las capacidades pero no que gen será expresado en cada situación en particular, esto lo estudian otras partes de estas tecnologías midiendo las propiedades de las comunidades así como los gentes que son expresados. También se puede comprar el metagenoma de personas sanas y enfermas para vincularnos con los diferentes perfiles en cuanto al potencia genético expresado de la comunidad.
La ultima perspectiva es en la que aún se sigue trabajando bastante ya que esta implica las interacciones y efectos de las comunidades microbianas, estos aspectos de quieren establecer mediante modelos matemáticos, pero antes se deben medir o conocer formalmente. Para lograr esto debe considerarse y estudiarse la correlación entre elementos como la taxonomía, genes, metabolismo y cualquiera que describa el micrbioma. Para identificar estos efectos los investigadores han utilizado tres diferentes medios; el primero es en vitro, de cual se pueden tener las condiciones deseadas de estudio pero se aleja de las condiciones reales de la vida; el segundo es el animal, en este caso se han utilizados ratones para su estudio, de los cuales se puede analizar fácilmente los efectos al igual que se puede administrar algún antibiótico; las dificultades llegan cuando se tarta del tercer medio que es el humano debido a que no actuamos tal cual de manera poblacional y cada humano tiene diferentes hábitos, así como diferente forma de reacciones ante estos microbios. En esta perspectiva aún hacen falta mucho más conocimientos de la dinámica fisiológica y ecológica del micrbioma, de los cuales se podrá sacar mucho provecho en beneficio de la salud.
muy bien
DeleteKaren Lizbeth Claro Mendoza
ReplyDeleteLas tecnologías conocidas como “meta’omics” han ido evolucionando rápidamente durante los últimos años. Dichas tecnologías permiten a los científicos conocer más acerca de los microbios que nos rodean y que están dentro de nosotros.
Los microbios están por todas partes. Contrario a lo que se suele pensar sobre que los seres humanos son quienes dominan el mundo, las bacterias lo conquistaron desde hace ya muchísimos años y son quienes realmente lo dominan. Estudiándolos, nos pueden contar la historia que tanto anhelamos conocer sobre el pasado de nuestro planeta y nos revelan importantes piezas del rompecabezas sobre el origen de la vida.
Se pueden analizar a las comunidades microbianas desde diferentes perspectivas utilizando estas nuevas tecnologías meta’omics. En este artículo, se mencionan tres: la taxonomía, la ecología microbiana y la función que tienen los diferentes tipos de microorganismos en sus comunidades.
El costo de las secuenciaciones ha decrecido considerablemente, lo cual permite que los bancos genómicos se vayan enriqueciendo. El gen 16s ha sido de gran ayuda para clasificar a las nuevas especies bacterianas sin embargo no siempre los científicos se pueden apoyar de dicho gen. La transferencia horizontal permite que haya un increíble intercambio de genes, esta es una de las razones por las cuales ser taxónomo microbiano es un gran reto.
Hay una cantidad increíble de microorganismos que no se han podido cultivar para ser estudiados, sin embargo, se sabe que existen gracias a las reconstrucciones de genomas con base en la cantidad gigantesca de datos genómicos recolectados.
Se estima que el organismo humano alberga unos 100 billones de microorganismos. Los tratamientos utilizados contra enfermedades humanas están cada vez más dirigidos hacia el restablecimiento y equilibrio de los microbios que viven en nuestro cuerpo. El PMH es un programa de investigación que se inició en 2007 con el objetivo de construir un catálogo o mapa genético de los microorganismos que pueblan el cuerpo de un adulto saludable. El PMH no habría sido posible sin las modernas técnicas de secuenciación del ADN ni los avances en la capacidad de las computadoras (1)
El desarrollo tecnologías que permitan el estudio de las comunidades microbianas es sumamente importante, ya que esto trae consigo muchos beneficios como aprovechamiento de dichos descubrimientos en la biotecnología, en la prevención y curas de enfermedades, en la reconstrucción de la historia de la vida, etc.
Schwager E, Luo C, Huttenhower C, and Morgan X.C. (2015) Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities. Microbe. 10:10, 419 8.
(1) Cárdenas G. (2014) El microbioma humano. ¿Cómo ves? 167 10-14.
bien!!
DeleteVictoria Abigail Sánchez Herrera
ReplyDeleteHerramientas para el estudio de comunidades microbianas
Conforme nuevas tecnologías conocidas como “meta’omics” se vuelven más eficientes y económicas su uso se incrementa, lo cual permite el estudio de microbiomas desde tres perspectivas diferentes, la taxonómica, la funcional y la ecológica; las cuales están íntimamente relacionadas.
Estas herramientas han revolucionado el aspecto taxonómico del estudio de microbiomas, previamente limitado al estudio de aquellos microorganismos que se pueden cultivar o identificar; ahora, gracias a técnicas de secuenciación como 16S o whole metagenome sequencing es posible conocer la abundancia de diferentes categorías taxonómicas en una muestra; dichas categorías dependen de la técnica y están limitadas por la calidad de las bases de datos disponibles como referencia y por ambigüedades biológicas. Otra técnica con gran utilidad es single-cell sequencing, que amplía las bases de datos de genomas de microbios, aunque también cuenta con limitaciones. Sin embargo, la información obtenida permite comparar las comunidades microbianas de distintos ambientes.
Tras identificar a los miembros de un microbioma es importante entender sus capacidades y funciones, las capacidades de una comunidad microbiana puede determinarse estudiando sus genes mientras que el estudio del RNA mensajero y los metabolitos y proteínas presentes nos muestra cómo dicho genes se están expresando en un ambiente y situación en particular.
Finalmente, en el aspecto ecológico se estudian las interacciones dentro de las comunidades microbianas y de éstas con su huésped. Para determinar interacciones en las comunidades microbianas se buscan correlaciones entre categorías taxonómicas, genes, etc. Y para determinar los efectos sobre el huésped se estudian correlaciones entre características del microbioma y características del huésped. Esto se realiza utilizando modelos in vitro, animales y humanos así como estadísticas y modelos matemáticos.
Uno de los aspectos más interesantes de estas herramientas es que pueden aplicarse al estudio del microbioma humano, lo cual permite entender cómo responde el microbioma a cambios en su huésped y qué implicaciones tiene en nuestra salud, lo cual permite predecir y tratar enfermedades, por lo cual es importante continuar con estos estudios y desarrollar técnicas que permitan eliminar las limitaciones que actualmente tienen estas herramientas.
Referencias
Schwager, E., Luo,C., Huttenhower, C. and Morgan, X. C. (2015) Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities. Microbe. 10:10, 419
bien
DeleteGariglio Rangel Aldo Fabián
ReplyDeleteGenomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities
Debido al incremento de su eficiencia y de su asequibilidad, ha habido un boom de “metaómica” (proteómica, transcriptómica, metagenómica, metatranscriptómica, metabolómica) además de la secuenciación genómica de una sola célula y del perfil transcripcional, lo cual permitirá entender mejor el comportamiento del microbioma a nivel taxonómico, funcional y ecológico, y sus efectos sobre la salud humana.
Antes de las técnicas de secuenciación, sólo se podían estudiar bacterias que se podían teñir o cultivar.
La secuenciación de ADN ha sido una técnica barata pues sólo implica la amplificación de un solo gen, pero sólo se podía aplicar a bacterias que se pudieran teñir y cultivar, además de que se limitaba principalmente al gen de ARN ribosomal 16S (que al ser muy parecido en muchos organismos pero con algunos puntos importantes de diferenciación permite la formación de árboles filogénicos). Esta técnica también tiene la limitante de no poder diferenciar cepas de bacterias con rARN S16 muy parecido, ni las funciones de las comunidades. En la actualidad ya no se requiere cultivar una bacteria para secuenciar un solo gen sino que se puede secuenciar el genoma completo de todas las bacterias que se encuentran en una comunidad (community profiling). Con esto se puede estudiar el perfil taxonómico (porcentaje de secuencias de cada categoría taxonómica) y hacer comparaciones de comunidades diferentes ambientes. La secuenciación metagenómica completa y la secuenciación rARN S16 son útiles en la medida en que las bases de datos a las que se compartan tienen una alta calidad.
A pesar de que la secuenciación de células aisladas y cultivadas es fácil, no ha sido posible aplicar esta técnica a muchos microorganismos debido a que sus requerimientos nutricionales y ambientales no son conocidos o son muy difíciles de reproducir. La metagenómica puede sobrepasar este problema, pero para ello requiere muchas más lecturas de secuencias para cubrir los grupos taxonómicos de baja abundancia. La secuenciación de una sola célula tiene la ventaja de que supera ambos problemas y permite reforzar y ampliar las bases de datos genómicas para incluir los microorganismos que no se pueden cultivar, además de proveer información sobre las características de la población de una muestra, sin embargo este tipo de secuenciación requiere técnicas muy especializadas para aislar células individuales de alta calidad.
Existen otras complicaciones para las técnicas metaómicas, como que hay más rRNA y tRNA que mRNA, o que puede confundirse el mRNA del hospedero y del huésped debido a las diferencias de abundancia de éste último dependiendo del sitio donde se hospede.
También se puede caracterizar un micorbioma también por su dimensión ecológica, es decir, a través de la medición de las interacciones entre microorganismos y de la relación húspedes-hospederos. En estos estudios, ya que siempre ocurren en el contexto de un hospedero, es cenesario considerar un tipo de modelos: in vitro, animal o humano.
muy bien
DeleteSánchez Olivera sabina Yetlanezi
ReplyDeleteDiferentes tecnologías nuevas se han convertido en herramientas realmente útiles para entender a las bacterias y como nos afectan en cuanto a salud y en general en nuestra vida y cómo podemos aprovecharlas para resolver distintos tipos de problemas de salud. En general, las herramientas utilizadas para estudiar los microbiomas desde distintas perspectivas (taxonómica, funcional y ecológica) son la meta'omicas, a partir de los cuales se pueden construir modelos para predecir diferentes respuestas en el cuerpo ante cambios que se hagan en los huéspedes (dieta, enfermedades, etc), por lo que estudiar a las bacterias nos permite aprender más acerca de los microbiomas en nuestro cuerpo y el efecto que tienen en nosotros, para finalmente diagnosticar, tratar y prevenir algunas enfermedades .
No fue hasta que la tecnología permitió secuenciar el DNA (rRNA 16s) que se empezaron a descubrir bacterias que no podían ser cultivadas o vistas por tinción, permitiendo crear un árbol filogenetico más grande y detallado. La secuenciación del rRNA 16s permite identificar las categorías taxonómicas representadas en diferentes muestras a través de la comparación de distintos grupos con secuencias muy similares (con referencia en una base de datos), y da un acercamiento al perfil de la comunidad. La identificación de bacterias a través de este método es muy útil porque nos ayuda a distinguir fácilmente entre bacterias diferentes debido a que este gen tiene 10 regiones tienen una tasa alta de mutaciones que ayudan a distinguir las diferentes bacterias, sin embargo, no distingue entre tinciones bacterianas que tienen secuencias muy similares del gen rRNA 16s, a pesar de esto, es capaz de describir funciones de la comunidad, además de ser un método sencillo y barato, lo que lo ha hecho un método muy popular.
Otros métodos utilizados son la secuenciación genómica de células individuales que ha permitido ampliar las bases de datos genómicas y brinda información detallada acerca de las poblaciones permitiendo identificar subpoblaciones y tinciones individuales dentro de una misma muestra, otro método utilizado es la secuenciación de genoma completo (WMS por sus siglas en inglés) la cual asigna la taxonomía a las bacterias a partir de la comparación de lecturas individuales o ensambladas con una base de datos genómica .
El perfil de función nos indica las capacidades potenciales de una comunidad, las cuales son cambiantes dependiendo de la parte del cuerpo en la que se encuentren o dependiendo de si nos encontramos en un estado de salud o enfermedad, etc. Demostrando que la composición de las bacterias depende del lugar o microbioma en el que se encuentren, más que de sus genes, debido a que al analizarlas se encontró que hay bastante estabilidad en sus genes, lo que respalda la idea de que dentro del microbioma humano son más importantes las funciones de la comunidad que las especies individualmente.
Conocer la secuencia de genes nos permite saber cuáles son las capacidades de un organismo, no cuales serán expresadas bajo diferentes condiciones, por lo que para entender qué genes son expresados y qué moléculas son secretadas como respuesta del microbioma a su medio ambiente son necesarias otras tecnologías meta'omicas y más estudios que nos permitan comparar diferentes poblaciones bacterianas para entender cuáles de los efectos del microbioma son generales y cuáles son específicos de la población.
Una vez más nos damos cuenta de todo el conocimiento que nos falta por adquirir acerca de las bacterias, porque a pesar de que entendemos algunas cosas, aún nos falta comprender su ecología y el efecto que pueden llegar a tener sobre nosotros ya sea bueno o malo de acuerdo a las condiciones que les proporcionemos o en las que se encuentren.
muy bien
DeleteJoselin Judth Peña Herrera.
ReplyDeleteLa secuenciación genómica y otras herramientas para el estudio de las comunidades microbianas.
Como sabes el dogma de la biología, seria mas fácil entender una función si sabe cual es la estructura del ADN; esta moléculas transmitía la información genética a las células hijas dejando en claro que funcionaba como un código. Después se descubrió que el ADN daba origen a una secuencia de polipéptidos es decir debía dirigir la síntesis de proteínas, pero si esto era cierto faltaba una pieza del rompecabezas ya que sabían que las proteínas se sintetizaban fuera del núcleo y un posible candidato era el ARN que se encuentra en el citoplasma; ya que las proteínas no podían influir en los genes pero el ARN si; así dando paso a que se pudieran estudiar mas a fondo las comunidades microbianas con el conjunto de herramientas metaomics que son metagenomica, metatranscriptomics, metabolomics y metaproteomics, y así poder saber mas sobre como el microbioma humano funciona en base a tres perspectivas complementarias que son la taxonómica en la que se puede saber la dinámica que dan forma al microbioma desde la infancia hasta la edad adulta; la funcional que nos permite observar sus características en términos de sus capacidades metabólicas o funcionales y ecológica que nos permiten ver como comunidades microbianas interactúan como los efectos reciprocos que el microbiome y el anfitrión ejercen el uno sobre el otro; estas tres nos permitirán diagnosticar y prevenir enfermedades.
no refleja si leiste o no el articulo...
DeleteSANCHEZ FUENTES ROCIO SARAHI
ReplyDeleteEn el artículo se habla sobre las tres perspectivas complementarias con las que se permite explorar las secuencias genómicas de las diferentes comunidades microbianas, las cuales son: taxonómicas (los taxones presentes en cada una), funcionales (que determina sus acciones) y ecológicas (las interacciones entre comunidades); esto con el fin de conocer como los microbios afectan la salud de los humanos al haber interacciones y así poder prevenir y tratar las enfermedades que han surgido en el mundo.
Primero se describen las perspectivas taxonómicas de las comunidades, donde se expone que los análisis en los diferentes tipos de secuenciaciones del ADN da paso a la creación de arboles filogenéticos; ya que con solo una célula “meta’omics” se puede comprender las comunidades microbianas y así reducir las diferencias del genoma base, para conocer las características del metabolismo y función de cada una; por lo que es más fácil prevenir las enfermedades.
Después se habla de la función, en donde se describen las capacidades potenciales de las comunidades, así como los diferentes sitios del cuerpo en donde se encuentran y las enfermedades que ellos producen; en concreto, se dispone de la expresión génica mediante la cuantificación de ARNm microbiano, mientras que la metabolica y proteica cuantificar los metabolitos y precursores de proteínas, determinando las secuencias de ARNm.
Y por último se aclara la tercera perspectiva: ecológica. Donde se consideran sistemas determinados con interacciones y efectos medibles con los que se pretende ayudar a identificar las prevenciones de enfermedades; para medir las interacciones y las correlaciones entre los dos taxones, los genes y las transcripciones en cualquier tipo de perfil microbiano deben dar cuenta de la compleja estructura de datos meta'omic. Los investigadores utilizan uno de los tres modelos: in vitro, animales y humanos, para conocer las relaciones entre el micro-bioma y la salud humana; así como predecir la respuesta de las intervenciones clínicas.
En mi opinión este artículo es de suma importancia para el avance, prevención y cura en cuanto a las enfermedades que se han desarrollado en el mundo debido a los microorganismos; dado que todo se localiza en los genes. Son muy buenos puntos de investigación las tres perspectivas propuestas, ya que abarcan cada plano de la vida, desde su formación interna hasta las consecuencias que llevan en el lugar del cuerpo que se encuentren, así como las interacciones que tienen entre ellos y que pueden ser diferidas mediante las modificaciones y nuevas investigaciones que se han hecho en los laboratorios. Esto podría significar la erradicación de enfermedades simples (obesidad, diabetes,etc.) y a futuro, la prevención de algunas más complejas como el cáncer.
bien!
DeleteAntal Moreno Espinosa
ReplyDeleteCon la secuenciación genómica unicelular, las tecnologías conocidas como "meta'omics" se han convertido en herramientas importantes para el entendimiento de cómo los microbios afectan nuestra vida, ya sea para bien como para mal. Sin embargo, estas aplicaciones siguen en desarrollo. Las meta'omics nos permiten explorar el microbioma desde tres perspectivas: taxonómica, funcional y ecológica.
Taxonómica:
El uso temprano de la secuenciación del ADN se basaba en el ARN 16s ribosomal (ARNr). Sin embargo, 10 regiones variables con mayor índice de mutación son útiles para la creación de árboles filogenéticos.
Un beneficio importante de la secuenciación unicelular es que expande o incrementa las bases de datos para incluir microbios incautivables, además de brindar información detallada acerca de las poblaciones de células.
Funcional:
Se puede reconocer al microbioma por su rol bioquímico. El perfil funcional nos habla de las capacidades potenciales de una comunidad. Gracias a esta información, podemos cuestionarnos sobre las variaciones que estas capacidades presentan al cambiar el sitio dentro del cuerpo o cuando este se encuentra sano o enfermo. Se ha inferido que es más relevante estudiar los efectos de una comunidad microbiana como si fuera un todo, que estudiar individualmente cada microbio.
Ecológica:
En esta perspectiva se consideran las interacciones y el efecto de las comunidades microbianas entre estas y el huésped. Las interacciones y los efectos se miden de manera diferente, ya que pertenecen a un contexto, es decir, del entorno del huésped.
En general, los investigadores se basan en tres métodos para estudiar los microbiomas: in vitro, animal y humano.
El artículo me resultó muy complicado de entender porque requiere muchos conocimientos previos.
muy bien
DeleteMonroy Guzmán Camila
ReplyDeleteGenomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities
Tecnologías conocidas como meta’omics se utilizan para nuevas herramientas para conocer como los microbios nos afectan en salud y en la vida diaria y a los microbiomas humanos y cómo cambian desde la infancia hasta la edad adulta. También se utilizan para diagnósticas, prevenir y tratar enfermedades como la diabetes. Conforme se especializan más, son útiles para examinar comunidades microbianas y construir modelos de microbiomas a partir de 3 perspectivas complementarias (taxonómica, funcional y ecológica) que nos pueden ayudar para predecir respuestas cuando el huésped cambia algo como la dieta o cuando se somete a antibióticos.
Hablar de estas tres perspectivas, resulta necesario ya que son complementarias. La perspectiva desde la taxonomía habla de la composición de las comunidades microbianas sede tecnológicas secuencias de DNA limitado por el 16S ribosomal RNA (rRNA) porque la clasificación taxonómica se asigna según la comparación entre grupos y una referencia a una base de datos. No distingue entre similares y no describe funciones de la comunidad. A su vez, el WMS puede describir a cuál categoría taxonómica representan diferentes ejemplos, así podemos comparar entre comunidades de diferentes ambientes (aeróbicas con anaeróbicas), esta secuencia asigna la taxonomía comparando cada individuo. Los dos procesos son limitados. Reconstruir genomas de los datos de WMS es más simple ya que muchos microbios no pueden ser cultivados por separados porque no se conocen los requerimientos ambientales necesarios. La secuencia unicelular expande bases de datos genómicos para incluir más incultivables microbios e información a gran detalle de comunidades de células .
La segunda perspectiva es la función y se refiere a qué hacen las comunidades microbianas, la unidad fundamental puede ser un taxón o una función bioquímica que se puede visualizar a partir de los perfiles taxonómicos como capacidades funcionales o metabólicas.
Al identificar secuencias de WMS podemos hablas del potencial de capacidades de la comunidad buscando secuencias similares a las conocidas en la base de datos y cómo éstas cambian, este gen funcional es más estable así que la función de la comunidad es más importante para entender las reacciones que presentan al ambiente según sus propiedades. Podemos comparar metanógenos de gente sana y enferma con el correspondiente metatranscriptómico y metaproteómico.
Finalmente la parte ecológica se refiere a cómo los microbios interactúan con otros y sus propios huéspedes. Considerando sistemas determinantes medidoras interacciones y efectos que se utilizarán para la construcción de modelos matemáticos han ayudado a predecir los efectos de intervención en los microbiomas para ayudar a identificar tratamientos. Estos pueden ser medidos de formas diferentes: para las interacciones se buscan correlaciones entre taxonomía y genes, o cualquier tipo de meta'omic perfil que describa el microbioma; y para los efectos tanto en el huésped como con otros se buscan correlaciones con características particulares del huésped. Se utilizan tres modelos (in vitro: es simple, cultiva especies bajo particulares condiciones. Animal; se acerca a la biología humana más que el primer sistema ya que es sencilla la intervención. Humano:varía mucho)
Los resultados los procesa la bioinformática y decicde cuál herramienta es la más apropiada para hacer más fácil la comparación de resultadospara está comparación es importante que se considere diferentes grupos para especificar interacciones generales y específicas.
Entender la relación entre los microbiomas y la vida humana, sobre todo en cuestión de salud es muy importante pero para esto debemos comprender los nutrientes en una escala macro-ecológica.
muy bien
DeleteArtículo: Genomic Sequencing and Other Tools for Studying Microbial Communities
ReplyDeleteAlumna:Rodríguez Blanco Fernanda
El artículo nos habla sobre las herramientas tan poderosas que actualmente se utilizan para conocer cómo los microbios pueden llegar a afectar o mejorar nuestra salud, por ejemplo, ahora se pueden diagnosticar o prevenir enfermedades gastrointestinales, diabetes, entre otras.
El conjunto de todas estas herramientas es mejor conocido como ¨meta´omica¨, que incluyen a la metabolómica, la metagenética, la proteomica, y la transcriptomica. Son tan poderosas que cada vez más se tienen resultados más eficientes sobre las comunidades bacterianas; mientras que los análisis taxonómicos se están convirtiendo rápidamente estandarizados, otros, como la secuenciación genómica de una sola célula y el perfil transcripcional aún sigue en desarrollo.
Por otro lado, la ¨meta´omica¨ permite explorar el microbioma humano desde tres perspectivas: una de ellas es la taxonomía que básicamente es para saber cuáles taxones están presentes, otra es la función de las bacterias, para entender qué trabajo están realizando y por último, un enfoque ecológico que revela como los miembros de una comunidad interactúan con otras.
Los microbios no sólo son estudiados a partir de sus perfiles taxonómicos, también son caracterizados en términos de sus capacidades metabólicas y funcionales. Un perfil funcional permite saber cómo ciertas comunidades bacterianas varían dependiendo de la enfermedad y el lugar donde se encuentren, por ejemplo, existen bacterias que se pueden encontrar en la cavidad oral que son mejores para metabolizar azucares. Es importante destacar que en muchas ocasionas es más importante entender la función general de una comunidad que entenderla a partir de especies individuales.
Una tercera forma de caracterizar las comunidades microbianas es considerarlos sistemas deterministas con interacciones y efectos medibles. Tales sistemas se pueden caracterizar con la medición de las interacciones dentro del microbioma, así como los efectos recíprocos que el microbioma y el huésped ejercen entre sí. La modelación matemática puede ayudar a predecir los efectos de las intervenciones sobre el microbioma, a su vez ayuda a identificar los tratamientos que previenen o curan determinada enfermedad. Para construir este tipo de modelos, hay que medir las interacciones y efectos, y de forma iterativa validar estas mediciones y predicciones.
Identificar los efectos es sólo una parte del objetivo de caracterizar las relaciones entre el microbioma y la salud humana. Otro objetivo importante es predecir la respuesta del microbioma cuando se requieren intervenciones clínicas, un proceso que depende del desarrollo de modelos bien validados.
bien
DeleteOmar Josue Obregón Portugal (PARTE 1)
ReplyDeleteSecuenciación genómica y otra herramientas para estudiar las comunidades microbianas
Este artículo nos habla acerca de las tecnologías conocidas como “meta-omicas”, que incluyen la metagenómica, la metatranscriptómica, metabolómica, y la metaproteómica, las cuales son nuevas herramientas que nos permiten entender como los microorganismos dentro y alrededor de nosotros afectan nuestra salud y bienestar.
El conjunto de estas herramientas “meta-omicas”, junto con otras herramientas genómicas, nos permiten explorar el microbioma desde tres perspectivas complementarias:
• Taxonómicamente: nos permite conocer las taxas que están presentes
• Funcionalmente: determinando que es lo que hace cada microorganismo
• Ecológicamente: describiendo como los miembros de una comunidad interactúan entre sí, y como a su vez afectan al huésped
Combinando estas tres perspectivas podemos construir modelos de microbios que puedan ser usados para predecir las respuestas en los cabios del huésped, como la dieta, ganancia de peso, o las enfermedades.
Perspectiva taxonómica: Se refiere a como están compuestas las comunidades microbianas.
El uso de la secuenciación de DNA de 16S nos permite distinguir los diferentes taxones entre especies, lo que a su vez permite la creación de árboles filogenéticos. Aunque la técnica de secuenciación de DNA es muy buena, no nos permite distinguir cepas bacterianas con secuencias de genes 16S rRNA muy similares, como la Escherichia. También conocer la abundancia de cada taxón en una muestra nos permite comprender las comunidades microbianas en diferentes entornos.
Existen otros métodos como la secuenciación metagenómica entera (WMS), pero tanto la WMS, como la secuenciación de DNA de toda la comunidad están limitadas por la cantidad de genomas disponibles en la base de datos que sirve como referencia, y que tan bien representan estos datos a la comunidad. Pero la secuenciación de una sola célula ayuda a reducir las diferencias en las hojas de datos del genoma de referencia. Otra ventaja de la secuenciación de una sola célula es que amplía las bases de datos genómicos para más microbios no cultivables y raros, complementando así los estudios realizados por las “meta-omicas”.
Perspectiva funcional: Se refiere a lo que hace cada comunidad microbiana.
Nos habla acerca de las capacidades potenciales de la comunidad mediante la identificación de los genes dentro de las secuencias de WMS, ya sea mediante la búsqueda de ellos para las secuencias que se asemejan a los genes o mediante la asignación de ellas para hacer referencia a las bases de datos de genes conocidos.
Otra cosa importante de mencionar es el hecho que la comunidad microbiana es más importante, a que si la viéramos como especies individuales dentro del microbioma humano.
La metatrascriptómica nos proporciona información acerca de la expresión genética mediante la cuantificación de ARNm microbiano, mientras que la metabolómica cuantifica los metabolitos, y la metaproteómica cuantifica las proteínas.
Omar Josue Obregón Portugal (PARTE 2)
ReplyDeletePerspectiva ecológica: como los microbios interactúan entre sí y con su huésped.
Se refiere a como las comunidades microbianas como sistemas deterministas con interacciones y efectos medibles.
Debido a que las interacciones y efectos de los microbios ocurren dentro del contexto del ambiente de huésped, la medición e interpretación de estos microbios requiere la elección de uno de los tres sistemas de modelo que existen: In vitro, donde se cultivan conjuntos específicos de taxones en condiciones particulares. Modelos animales, se asemejan más a la biología humana que los In vitro, de hecho, muchos de los efectos del microbioma, tales como su importancia en el desarrollo del sistema inmune, se han observado por primera vez en los sistemas animales. Modelos humanos, incluye otros factores, como la dieta, el ambiente, además de que la composición genética varía mucho entre individuos, lo que dificulta el estudio de los efectos potenciales de los microbiomas en la salud humana.
Este artículo me pareció sumamente importante, ya que nos habla de cómo las nuevas herramientas desarrolladas por las “meta-omicas”, en conjunto con la genómica, nos permitiría en un futuro diagnosticar, prevenir o tratar enfermedades a través del conocimiento de nuestro microbioma. Así como también como cambia este microbioma como comunidad a perturbaciones como cambios de dieta, enfermedades o tratamientos con antibióticos.
Las tecnologías “meta’onomics” (metagenómica, metatranscriptómicas, metabolómicas, y metaprotómicas son poderosas nuevas herramientas para aprender como los microbios afectan nuestra salud y bienestar. Nos permiten conocer el microbioma desde las perspectivas taxonómica, funcional y ecológica. Combinando estas perspectivas es que podemos contruir modelos de microbiomas que pueden ser usados para predecir respuestas frente cambios como dieta, ganancia de peso o enfermedad.
ReplyDeleteÉstas tecnologías y la single-cell genomic sequencing, representan nuevas herramientas para aprender del microbioma humano. Con ellas podemos comenzar a entender la dinámica que moldea el microbioma desde la infancia hasta la adultez, como responde el microbioma como comunidad frente a perturbaciones como cambios en la dieta, enfermedad o tratamiento con antibióticos y como puede ser medido para predecir futura enfermedad y alterarlo para tratarla.
Hasta que se creó la tecnología de secuenciación del ADN los ecólogos microbianos se encontraban limitados a estudiar microbios que necesariamente tenían que ser cultivados o identificados a través de tinciones. Los primeros usos de la secuenciación estaban limitados exclusivamente al ARN ribosomal 16s. Gracias a que esta técnica amplifica un único gen, es simple y relativamente económica. A pesar de todo, la secuenciación 16s no distingue entre especies bacterianas con secuencias 16s similares. Por ejemplo, las cepas escherichia y shigella. Sin embargo, conforme los costos de secuenciación bajaron, la secuenciación de metagenoma entero (WMS) o la secuenciación del DNA de una comunidad se volvieron factibles. Con 16s, la secuenciación entera de metagenoma puede describir qué categorías taxonómicas están representadas en diferentes muestras, un acercamiento llamado “comunity profiling”. El conocer la abundancia de cada taxón en una muestra nos permite comparar comunidades en diferentes ambientes. Por ejemplo, podemos comparar las comunidades microbianas de personas esbeltas con personas con sobrepeso. El perfil taxonómico de cada muestra es el porcentaje de secuencias que encajan en cada categoría taxonómica, pero las categorías taxonómicas son determinadas de manera diferente con 16s y WMS.
En secuenciación 16s, la taxonomía es asignada al comparar cada grupo de secuencias similares a una base de datos; En la secuenciación WMS, la taxonomía es asignada comparando lecturas individuales a bases de datos de genomas de referencia.
DeleteA pesar de que la secuenciación por genomas aislados es más simple, muchos microbios no pueden ser cultivados en aislamiento por sus requerimientos nutricionales o ambientales. El ensamble metagenómico evita éstas dificultades pero requiere más lecturas para cubrir taxa de baja abundancia.
Un beneficio importante del single-cell sequencing es que expande las bases de datos genómicas para incluir microbios incultivables. La secuenciación single-cell provee información altamente detallada acerca de las poblaciones celulares, permitiéndonos identificar subpoblaciones y cepas individuales dentro de una muestra.
Mientras vemos a los microbiomas como colecciones de taxa y observamos como los perfiles taxonómicos se relacionan a características de pacientes como dieta y enfermedad, podemos examinar microbiomas desde otras perspectivas, por ejemplo, pueden ser caracterizados en términos de sus capacidades metabólicas y funcionales. Así, la unidad fundamental de un microbioma puede ser un taxón o una función bioquímica.
“Functional profiling” nos dice las capacidades de una comunidad al identificar genes dentro de las secuencias WMS, con esta información podemos preguntarnos como estas funciones de una comunidad cambian a través de diferentes partes del cuerpo o en diferentes estados de una enfermedad. De acuerdo a investigadores trabajando en el Human Microbiome Project, las capacidades funcionales de un gen son más estables que las composiciones de especie a través de los individuos. Apoyando la idea que la función en totalidad de una comunidad es más importante que las especies individuales dentro del microbioma humano.
Las tecnologías meta’onómicas tienen una gran aplicación, por ejemplo, al comparar la abundancia de DNA y mRNA en un gen específico para determinar si está expresado en menos media o mayor medida comparado a su abundancia dentro de una comunidad.
Los modelos matemáticos pueden ayudar a predecir los efectos de las intervenciones en el microbioma, para construir los modelos es necesario medir las interacciones y los efectos, y validar estas medidas y predicciones. Aún falta mucho por entender las dinámicas físicas y ecológicas en nuestros microbiomas.
Cruz Vargas Erick Leonardo.
ReplyDeleteAl principio, el artículo habla de cómo la genómica y otras herramientas y tecnologías tales como las "metaomicas" están permitiendo una exploración mayor del microbioma a partir de perspectivas complementarias que en el texto dice que son la taxonómica, funcional y ecológica. En las teconologías "metaomicas" se encuentran la metagenómica y otras, se han vuelto herramientas de gran poder en cuanto al aprendizaje de la interacción y el cómo los microbios afectan a la salud y al bienestar se refiere, así pues, se puede utilizar el conocimiento para la prevención, diagnostico y tratamiento de enfermedades como la diabetes.
De manera taxonómica habla de los taxones que se encuentran presentes. Dentro de la perspectiva funcional, nos ayuda a determinar que es lo que están haciendo y por último con el punto de vista ecológico, revela las interacciones de los miembros de la comunidad y la manera que afectan a sus huéspedes. Con el ensamble de estas tres perspectivas, se pueden obtener las respuestas a factores como son la dieta, enfermedad y el aumento de peso.
Gran parte de la secuenciación de las especies es idéntica en el gen 16S del RNAr, por ello los ecologistas microbianos se limitaron a estudiar los microbios que pueden ser cultivadas o identificadas por tinción, la secuenciación de una sola célula es importante ya que amplía las bases de datospara incluir más microbios raros y no cultivables, además, la secuenciación de una sola célula proorciona información acerca de las poblaciones de células.
De manera funcional, nos habla acerca de las capacidades de la comunidad mediante la identificación de los genes, también se observó que las capacidades funcionales de genes son más estables que las composiciones de las especies a través de las personas.
Con la perspectiva ecológica, se consideran los sistemas con interacciones y efectos medibles que se pueden caracterizar dentro del microbioma.