Экологический потенциал симбиотических отношений аутофлоры Parasalmo Mykiss Walbaum (форель радужная)

Любое взаимоотношение между многоклеточным организмом и населяющими его микробными ассоциациями или микробиомом носит облигатный или факультативный симбиотический характер, который лежит в основе экологического успеха и является взаимовыгодным для обоих партнеров. В симбиотических отношениях участвуют самые разнообразные группы микроорганизмов, включая бактерии, археи, простейшие, а также вирусы, которые способны интегрировать свой геном в геном клетки-хозяина, приводя к развитию длительной интеграции в форме вирусной инфекции. Подобные микробные симбиозы по своему функциональному назначению могут выполнять исключительно метаболическую или защитную роль в организме хозяина. При этом, микроорганизмы остаются свободноживущими или переходят в состояние полной клеточной и геномной интеграции, которая, как предполагают, возникла в период эндосимбиотического происхождения митохондрий и хлоропластов эукариотических клеток. Благодаря открытиям прошлых лет и достижениям современной биологии, в настоящее время, симбиоз рассматривается, как некая эволюционная стратегия, которая лежит в основе наиболее важных переходов в развитии живых организмов. С использованием методов молекулярной биологии, охватывающих омиксные технологии, исследования в биологии, связанные с изучением закономерностей развития симбиотических отношений переживают настоящую революцию. Именно благодаря развитию молекулярной биологии, геномики, биоинформатики и других отраслей современной биологии стал возможным подробный анализ генетического потенциала и метаболических возможностей симбиотических партнеров, который ранее считался невозможным из-за трудностей, связанных с особенностями выделения в чистую культуру, культивирования и накопления биомассы облигатных симбионтов, включая эндосимбионтов. Применение метагеномных и геномных подходов к изучению симбиоза позволяет обойти некоторые из этих проблем и реконструировать геномы симбионтов в их естественной среде обитания. Методы современной биологии значительно расширили возможность исследовать существующее симбиотическое разнообразие в природе и изменили представление о взаимодействии между многоклеточными организмами и микробами в окружающей среде. База данных о симбиотических отношениях в мире микроорганизмов существенно дополнена протеомикой, развитием технологий трансфекции и трансформации, с помощью которых стало возможным осуществлять генетические манипуляции с широким спектром симбиотических организмов. Особую роль в развитии симбиотических отношений между макро- и микроорганизмом играет интерстинальная микрофлора или микрофлора пищеварительного тракта. В формировании микрофлоры пищеварительного тракта рыб важную роль играют микроорганизмы окружающей среды. По сравнению с водой, желудочно-кишечный тракт является экосистемой, гораздо более богатой питательными веществами и, следовательно, более благоприятной для роста большинства бактерий. Бактерии, попадающие в организм рыбы, с кормом адаптируются, активно колонизируют ткани рыбы и вступают в сложные симбиотические отношения, благодаря которым организм хозяина получает преимущество в получении большого спектра метаболитов и в борьбе с условно-патогенными и патогенными возбудителями инфекционных заболеваний. Микрофлора желудочно-кишечного тракта рыб играет важную роль в обеспечении устойчивости к инфекционным заболеваниям путем производства антибактериальных материалов, предотвращающих попадание патогенных бактерий в организм. Желудочно-кишечные бактерии принимают участие в разложении питательных веществ и обеспечивают хозяина физиологически активными веществами, такими как ферменты, аминокислоты и витамины. В представленной работе раскрываются закономерности влияния нормофлоры позвоночных на состояние макроорганизма в зависимости от привнесенного бактериального фона со стороны окружающей среды (воды и корма). Полученные знания о биоразнообразии микрофлоры кишечника радужной форели и взаимодействии микрофлоры с представителями фонового бактериального сообщества, должны помочь в понимании сложных форм взаимоотношений биологических объектов друг с другом, что важно, как для практических, так и для фундаментальных исследований в данной области.