Dodaj 24sata među omiljene izvore na Googleu
Europski istraživači razvijaju nove metode za očuvanje mikroskopskih zajednica iz tla, oceana i ljudskog tijela, čime postavljaju temelje za održivu poljoprivredu, zdravije ekosustave i personaliziranu medicinu
Nijedan organizam na Zemlji nije sterilan. Svi živi sustavi, od tla i biljaka do vode i ljudi, vrve bakterijama, gljivicama, mikroalgama i drugim mikroskopskim oblicima života. Oni zajedno tvore složene ekosustave poznate kao mikrobiomi. Zahvaljujući napretku u sekvenciranju DNK-a i računalstvu znanstvenici danas raspolažu opsežnim katalogom mikrobnih vrsta iz svih tih okoliša, koji se neprestano povećava.
POGLEDAJTE VIDEO:
Pokretanje videa...
01:06
Već je poznato koliko su te vrste važne za život, no mnogo se manje zna o njihovoj interakciji i o tome što se dogodi kad se promijeni sastav mikrobioma, tj. kad se neka vrsta ukloni ili se uvede nova. Taj je nedostatak u znanju bitan jer bi se boljim razumijevanjem mikrobioma i upravljanjem njima moglo doprinijeti održivijoj poljoprivredi, zdravijim ekosustavima i poboljšanju zdravlja u ljudi.
Dr. sc. Tanja Kostić, mikrobiologinja na Austrijskom institutu za tehnologiju (AIT), smatra da je razumijevanje tih skrivenih zajednica jedan od sljedećih velikih izazova u biologiji.
„Mikrobiom obavlja ključne funkcije u svakom ekosustavu”, rekla je. „Većinu kisika koji udišemo proizvode mikrobiomi u oceanima. Mikrobi u tlu pomažu biljkama da dobiju hranjive tvari. Crijevni mikrobi u našem tijelu proizvode vitamine koje ne možemo sami sintetizirati.”
Kostić je voditeljica istraživačkog projekta MICROBE koji se financira sredstvima EU-a te se provodi od 2023. do 2027. Partneri iz Austrije, Francuske, Njemačke i Ujedinjene Kraljevine razvijaju metode koje su potrebne za očuvanje, uspoređivanje i proučavanje čitavih mikrobioma.
U proteklih deset godina znanstvenici su katalogizirali tisuće dotad nepoznatih mikroorganizama, no to je tek na pola puta do cilja.
Sekvenciranjem DNK-a može se utvrditi koji su organizmi prisutni, ali se ne mogu u potpunosti zabilježiti ni njihove međusobne interakcije ni načini funkcioniranja mikrobnih zajednica. Kako bi odgovorili na ta pitanja, istraživači moraju očuvati žive mikrobiome u njihovu izvornom, cjelovitom stanju jer se mikrobiomi brzo mijenjaju. Intenzivna poljoprivreda, onečišćenje, klimatske promjene i promjene prehrambenih navika mogu izmijeniti te osjetljive mikrobne ekosustave, što može ostaviti posljedice na sve, od plodnosti tla do zdravlja ljudi.
Očuvanjem mikrobne raznolikosti podupire se i strategija EU-a za bioraznolikost do 2030., čiji je cilj zaustaviti gubitak bioraznolikosti i obnoviti degradirane ekosustave.
„Ako uspijemo očuvati te zajednice upravo onakvima kakve postoje u prirodi, bit će nam lakše razumjeti kako funkcioniraju i kako bismo ih mogli odgovorno upotrijebiti”, rekla je Kostić.
Istraživači se nadaju da će uspjeti očuvati mikrobiome i utvrditi koji su organizmi odgovorni za ključne funkcije te naposljetku rekonstruirati pojednostavnjene mikrobne zajednice koje zadržavaju ta bitna svojstva, ali koje je lakše proučavati.
Mikrobiolozi su desetljećima uglavnom prikupljali i pohranjivali pojedinačne mikrobne vrste. Dr. sc. Matthew Ryan, globalni voditelj za mikrobiologiju u neprofitnoj organizaciji CABI, specijaliziranoj za istraživanja u području poljoprivrede i okoliša, smatra da takav pristup više ne odražava biološku stvarnost.
Mikroorganizmi ne žive izolirano, objasnio je. Oni tvore složene zajednice čiji su članovi neprestano u interakciji.
„Želimo izaći iz okvira modela pojedinačnog organizma i razviti metode za očuvanje čitavih mikrobnih zajednica”, rekao je.
Primjerice, očuvanjem čitavog mikrobioma tla mogao bi se sačuvati znatno veći dio njegova biološkog potencijala nego očuvanjem nekoliko izoliranih vrsta. Takve je zajednice, međutim, mnogo teže prikupiti, pohraniti i proučavati.
Kako bi doskočili tom problemu, istraživači standardiziraju metode za prikupljanje, očuvanje i analizu mikrobioma, kao i zajedničke pristupe za dijeljenje prikupljenih podataka. Cilj je omogućiti pouzdanu usporedbu uzoraka mikrobioma prikupljenih u različitim laboratorijima ili zemljama.
Kostić i Ryan sudjelovali su i u jednoj ranijoj istraživačkoj inicijativi financiranoj sredstvima EU-a (MicrobiomeSupport), kojom su se utvrdila brojna znanstvena i regulatorna pitanja koja se sada rješavaju.
„Naša je vizija uskladiti način prikupljanja i očuvanja mikrobioma kako bi istraživači mogli raditi s usporedivim uzorcima bez obzira na to gdje se nalazili”, objasnila je Kostić. „Trenutačno se uzorci često pohranjuju u različitim uvjetima, što s vremenom može promijeniti mikrobnu zajednicu i smanjiti reproducibilnost rezultata.”
Umjesto da se uspostavi potpuno nova mreža banaka mikrobioma, istraživači razvijaju metode koje mogu primijeniti postojeće europske biobanke i zbirke kultura, čime bi zbirke mikrobioma postale dijelom šire europske biološke istraživačke infrastrukture.
„Ne želimo uspostaviti potpuno novu infrastrukturu biobanaka, već nam je cilj razviti nove metode i tehnologije, a zatim se osloniti na postojeću infrastrukturu”, rekla je Kostić.
Istraživanja u okviru projekta MICROBE mogla bi poduprijeti i šira europska nastojanja za obnovu zdravlja tla u okviru strategije EU-a za tlo do 2030., u kojoj se ističe da su zdrava tla ključna za sigurnost opskrbe hranom, bioraznolikost i otpornost na klimatske promjene.
Zdrava tla sadržavaju iznimno bogate mikrobiome koji utječu na rast usjeva, kruženje hranjivih tvari i otpornost na štetnike i bolesti. Iako mikrobna gnojiva i biopesticidi već postoje, njihova učinkovitost često varira jer je svaki mikrobiom tla drukčiji.
Umjesto da se svugdje primjenjuje isti proizvod, poljoprivrednici bi u budućnosti mogli najprije analizirati mikrobnu zajednicu oko korijena usjeva, a zatim dobiti prilagođene preporuke za obnovu zdravlja tla.
U tijeku je sličan zaokret i u medicini. Istraživači počinju proučavati pristupe usmjerene na skupine ljudi sa sličnim obilježjima mikrobioma, kao alternativu univerzalnom pristupu liječenja. Očekuje se da će se boljim razumijevanjem utjecaja crijevnih mikroba na prehranu, imunitet i bolesti oblikovati postupci liječenja koji su više prilagođeni pojedincu, od prehrambenih režima do primjene lijekova.
Dosljednim očuvanjem mikrobioma i njihovim povezivanjem s visokokvalitetnim podatcima istraživači žele razumjeti koji su mikroorganizmi prisutni i kako zajednički djeluju.
Iskorištavanje potencijala mikrobioma zahtijeva pomno osmišljene zaštitne mjere. Neodgovorno unošenje mikroorganizama u tlo, usjeve ili u organizam pacijenata moglo bi poremetiti postojeće mikrobne zajednice.
Istraživači stoga surađuju sa stručnjacima za biološku sigurnost, etiku i regulatorna pitanja kako bi buduće primjene mikrobioma bile sigurne i društveno prihvatljive.
Još jedno etičko pitanje kojim se bavi tim projekta MICROBE jest vlasništvo. Tko ima pravo mikrobiom proglasiti svojim, osobito ako se pokaže vrlo učinkovitim i komercijalno vrijednim?
Financijska sredstva EU-a imaju ključnu ulogu u istraživanju mikrobioma, osobito u vrijeme kada se smanjuju nacionalna sredstva, a raste konkurencija na europskoj razini. Za budućnost tih istraživanja bit će važno proširiti suradnju i izvan Europe.
Time se doprinosi i široj europskoj ambiciji da se vrhunskom istraživačkom infrastrukturom i međunarodnom suradnjom učvrsti vodeći položaj Europe u području biotehnologije i bioloških znanosti.
Umjesto razvoja jedne nove tehnologije, istraživači uspostavljaju standarde i infrastrukturu koji bi mogli još dugo vremena podupirati istraživanje mikrobioma diljem Europe.
Prema riječima dr. sc. Kostić, motiv je za suradnju jednostavan: svi moramo jesti pa hranu treba proizvoditi održivo i učinkovito, a svi želimo biti i zdraviji.
Autorica: Vittoria D’Alessio
Članak je izvorno objavljen u časopisu Horizon, posvećenom istraživanjima i inovacijama u EU-u. Istraživanja navedena u ovom članku financirana su iz EU-ova programa Obzor.
Dodatne informacije:
24sata © 2026
