Mycobiom
| Del av en serie om |
| mikrobiomer |
|---|
 |
Mycobiomet , mycobiota eller svampmikrobiomet , är svampsamhället i och på en organism.
Ordet "mykobiom" kommer från det antika grekiskan μύκης (mukēs), som betyder "svamp" med suffixet "biom" som kommer från grekiskan βίος (bíos), som betyder "liv". Termen myntades första gången i 2009 års tidning av Gillevet et al.
De flesta arter av svampar är nedbrytare med förmågan att bryta ner komplexa polymerer. Svampar finns vanligtvis i växtceller i en endofytisk relation eller som en patogen . De flesta växter bildar också mutualistiska relationer med svampar som påskyndar näringsupptaget bland deras rotstrukturer. De vanligaste fylorna som finns i svampsamhällen som lever tillsammans med djur och i vattenmiljöer är Ascomycota och Basidiomycota . Djur kommer vanligtvis att bilda ett kommensalt förhållande med svampar med enstaka förekomst av en patogen interaktion.
Interaktioner med andra mikrober
Svampmikrober är bland en mängd andra mikrober involverade i ett symbiotiskt förhållande som involverar flercelliga organismer. Hos däggdjur möts tarmfloran vanligtvis av enormt olika populationer av mikrober från många kungadömen , där svamppopulationer utgör mindre än 1% av hela tarmbiomen. På grund av samexistensen av svamppopulationer med andra mikrober i de flesta fall av värd-symbiont-föreningar, är det viktigt att bedöma vanlig dynamik som kan uppstå.
De flesta interaktioner mellan mikrober i tarmen är antingen konkurrenskraftiga eller kooperativa. Detta kan också ses med flera svampmikrober genom att observera populationer genom behandling av antibiotika och svampdödande medel . Forskning på mikrobiella populationer i djurmodeller har resulterat i märkbara fluktuationer i mikrobpopulationer. Antibiotikabehandling har mestadels visat ökad närvaro av parasitiska svampar, vilket tyder på konkurrensbeteenden mellan mikrober mot svampar. Dessutom har applicering av svampdödande molekyler resulterat i kolit hos möss, vilket tyder på att kommensala svampar är ansvariga för att balansera bakteriepopulationer som är involverade i dysbios . Trots begränsad kunskap om tarmmykobiomet, tyder denna forskning på att interaktioner mellan svamp- och bakteriemikrober i däggdjurens tarm är till stor del konkurrenskraftiga.
Lav
Lavar är det symbiotiska förhållandet mellan ett brett spektrum av svampar och fotosyntetiserande mikrober som antingen är algklorofyter eller cyanobakterier . Den primära symbiosen innebär att svampar får energi från sin fotosyntetiserande symbiotiska mikrob och ger i gengäld en strukturell ställning från hyferna. Dessa interaktioner ses klassiskt som mutualistiska, men har ifrågasatts om svampar också kan spela en kontrollerad parasitisk roll.
Växter
Växter har också mutualistiska symbiotiska relationer med svampsamhällen som finns i ett rikligt mikroberlager av jorden som kallas rhizosfären . Svampar kan överföras vertikalt till avkommaväxter, eller horisontellt genom svampdiffusion i jorden. Oavsett överföring sker de vanligaste fallen av svampväxtsymbios när svampsamhällen koloniserar växtrotstrukturen. Det finns några fall av symbios som börjar före mognad, såsom Orchidaceae -familjen, där symbios börjar vid frögroningsfasen . Arbuskulära mykorrhizasvampar tillför växten väsentliga oorganiska näringsämnen (i form av mineraler) för 80 % av landlevande växtarter. I gengäld kommer växten att förse svampar med växtassimilerat kol som lätt kan metaboliseras och användas för energi.
Evolutionär symbios
DNA-sekvensering och fossila poster har härlett bevis för att detta ömsesidiga förhållande mellan svampar och växter är extremt gammalt. Det antyds till och med att olika underarter av svampar har spelat en stor roll i att forma växternas immunsystem i de tidiga evolutionära ögonblicken då växter koloniserar land. Specifika genkluster i växtens genom som används för att koda för svampdödande egenskaper som produktionen av isoflavonoider i växtfamiljen Fabaceae är toxiska och används för att reglera tillväxten av förväntad svampnärvaro. I ett samevolutionärt svar häckar arbuskulära svampsamhällen snabbt och evolutionärt utvalda för utveckling av specifika genkluster för att avgifta och metabolisera en mängd olika organiska antifungala kemikalier. Detta utbyte av evolutionära tryck har gett en mängd olika växtarter bättre immunsystem, samtidigt som de har gett mutualistiska svampsamhällen nya källor till växtenergi på genomisk nivå.
Insekter
Interaktioner mellan svampar och insekter är otroligt vanliga och de flesta av dessa relationer är antingen kommensala eller patogena.
Kommensal
De kommensala förhållandena gynnar vanligtvis insekten genom att låta dem smälta tuffa material som trä. Till exempel är trägetande passalidbaggar befolkade med bakterier , jästsvampar och andra eukaryota organismer som hjälper till med matsmältningen och näringsupptaget. Utan hjälp av jästsvamparna för att bryta ner xylos från växtceller skulle dessa skalbaggar inte kunna smälta detta sega material effektivt.
Sjukdomsalstrande
Insektspatogena svampar dödar långsamt sina värdar samtidigt som de replikerar snabbt inuti den infekterade insekten. De fäster typiskt till den yttre ytan av insekten som sporer innan de gror, perforerar nagelbandet och koloniserar den inre håligheten. Insekten dödas vanligtvis och nya sporer sprids från de reproduktiva strukturerna i insektens kropp.
Ett framträdande exempel på en entomopatogen svamp är Ophiocordyceps unilateralis , med smeknamnet "zombie-myr"-svampen. Svampen infekterar myror och förändrar deras naturliga beteendemönster vilket gör att myran lämnar sin vanliga miljö i träden till förmån för skogsbotten – en mer lämplig miljö för svamptillväxt. Insekterna kommer sedan att fästa sig på undersidan av ett blad tills det dör. Svampsporer spirar sedan ut ur den döda myrans huvud och skingras.
En av de första beskrivningarna av insektspatogena svampar publicerades 1835 under ett angrepp av Beauveria bassiana i en silkesmaskpopulation som upprörde silkesindustrin.
Människor
Det finns ett lågt överflöd av svampar förknippade med de flesta platser i människokroppen, såsom mag-tarmkanalen, där svampar vanligtvis utgör bara 0,001 - 0,1 % av det mikrobiella samhället. Svampar utgör dock en betydande del av mikrobiomet på vissa platser, såsom hörselgången.
Mykobiomet är relevant för mänsklig fysiologi eftersom svampar kan vara viktiga för att upprätthålla mikrobiell samhällsstruktur, metabolisk funktion och immunförstärkning. Mutualism mellan människor och svampar är ännu inte väl förstådd, och det finns mycket att lära om hur svampar interagerar med de icke-svampbeståndsdelar i mikrobiomet.
Många mänskliga sjukdomar, inklusive hepatit , cystisk fibros , fetma och inflammatorisk tarmsjukdom har associerats med förändringar i det mänskliga mykobiomet, och det har föreslagits att all svampkolonisering av mag-tarmkanalen är ett tecken på sjukdom. Dessutom kan detektering av tumörassocierade mykobiomer vara ett nytt sätt för cancerscreening – det kan användas i synergi med andra biomarkörer som t.ex. bakteriomer.
Svampinteraktioner i den mänskliga värden kan vara opportunistiska, mutualistiska, parasitiska, kommensalistiska och amensalistiska. Även om det finns en liten mängd svampar som anses vara riktiga patogener på grund av att de orsakar sjukdom hos friska individer, anses majoriteten av svamparna vara opportunistiska och påverkar bara en immunsupprimerad värd. I dessa fall är patogenförmedlad skada beroende av värden; sjukdom kan bara uppstå om värden har antingen ett hyperaktivt eller försvagat immunsystem. Kommensala relationer mellan mänsklig värd och patogen är möjliga när svamparna är närvarande i en värd under långa tidsperioder utan att orsaka sjukdom. Ett exempel på en svamp som bildar ett kommensalt förhållande i en mänsklig värd är Cryptococcus. Candida albicans kan också bilda en långvarig kommensal relation med sin värd.
Vissa svampar är nischspecifika symbionter i den mänskliga värden. Vissa svampar kan introduceras till värden från miljön genom hudkontakt, orala eller andningsvägar, medan andra förvärvas vertikalt genom födseln.
I människans mag-tarmkanalen finns cirka 50 observerade släkten av svampar. Vissa förvärvas genom vad värden äter; som sådan visar att stabiliteten hos svamppopulationen är beroende av värdens diet och värdens immunstatus.
Ett 20-tal släkten av svampar har observerats i vaginalnischen. De flesta svampar som koloniserar slidan visar ett kommensalistiskt förhållande till värden, men faktorer som antibiotikaanvändning och graviditet kan påverka det vaginala mykobiomet.