Войти
Микробиомы искусственной среды - это область исследований, направленная на изучение сообществ микроорганизмов, обнаруженных в среде, созданной человеком (т. Е. искусственная среда ). Его также иногда называют «микробиологией искусственной среды».
Эта область охватывает исследования любого вида микроорганизмов (например, бактерий, архей, вирусов, различных микробных эукариот в том числе дрожжи и другие, иногда называемые простейшими ), а также исследования любых построек, таких как здания, автомобили и водные системы.
Некоторые ключевые моменты, подчеркивающие растущее значение этой области, включают:
В докладе Брента Стивенса от 2016 года освещаются некоторые из ключевых результатов исследований «микробиомов внутренней среды». Основные результаты включают те, которые перечислены ниже:
Микробиомы искусственной среды изучаются для нескольких причины, в том числе то, как они могут повлиять на здоровье людей и других организмов, населяющих искусственную среду, а также некоторые причины, не связанные со здоровьем, такие как диагностика свойств зданий, для судебно-медицинских исследований, влияние на производство продуктов питания, влияние на функции искусственной среды и многое другое.
Были проведены обширные исследования отдельных микробов, обнаруженных в искусственной среде. В последнее время значительно увеличилось количество исследований, изучающих сообщества микробов (то есть микробиомы), обнаруженные в искусственной среде. Такие исследования микробных сообществ в искусственной среде охватили широкий спектр типов искусственной среды, включая перечисленные ниже.
Здания. Примеры включают дома, общежития, офисы, больницы, операционные, отделения интенсивной терапии, классы, транспортные средства, такие как станции метро и поездов, предприятия по производству пищевых продуктов (например, молочные заводы, винодельни, сыроварни, заводы по производству саке и пивоварни, аквариумы, библиотеки, чистые помещения, зоопарки, приюты для животных, фермы, курятники и жилые помещения.
Транспортные средства. Примеры включают самолеты, корабли, поезда, автомобили и космические аппараты, включая Международную космическую станцию , МИР, Mars Odyssey, Herschel Spacecraft.
Water Systems. Примеры включают душевые лейки, детские бассейны, городские системы водоснабжения, питьевую воду, водопроводные системы и сауны.
Другое. Примеры включают предметы искусства и культурного наследия, одежду, кухонные губки и бытовую технику, такую как посудомоечные и стиральные машины.
В целом Многие исследования микробиомов искусственной среды начали определять некоторые общие закономерности, касающиеся микробов, встречающихся в различных местах. Например, Адамс и др. В сравнительном анализе исследований на основе рибосомной РНК в искусственной среде обнаружили, что география и тип здания имеют сильные связи с типами микробов, встречающихся в искусственной среде. Pakpour et al. в 2016 году был проведен обзор закономерностей, связанных с присутствием архей в помещениях (на основе анализа данных о последовательности генов рРНК).
Многие исследования подтвердили возможность влияние микробиомов искусственной среды на здоровье человека (например,). Примеры включают приведенные ниже.
Колонизация новорожденных. Микробы, которые колонизируют новорожденных, частично происходят из искусственной среды (например, больничных палат). Это особенно верно для детей, рожденных путем кесарева сечения (см., Например, Shin et al., 2016), а также детей, которые проводят время в отделении интенсивной терапии.
Риск аллергии и астмы. Риск аллергии и астмы коррелирует с различиями в микробиоме искусственной среды. Некоторые экспериментальные тесты (например, на мышах) показали, что эти корреляции могут быть причинными (то есть различия в микробиомах могут фактически приводить к различиям в риске аллергии или астмы). Обзорные статьи по этой теме включают Casas et al. 2016 и Fujimura and Lynch 2015. Исследования пыли в различных домах показали, что микробиом, обнаруживаемый в пыли, коррелирует с риском развития у детей в этих домах аллергии, астмы или фенотипов, связанных с этими заболеваниями. Воздействие микробиома искусственной среды на риск аллергии, астмы и других воспалительных или иммунных состояний - это возможный механизм, лежащий в основе того, что известно как гипотеза гигиены.
Психическое здоровье. В обзоре 2015 г. Hoisington et al. обсудить возможные связи между микробиологией искусственной среды и здоровьем человека. Концепция, представленная в этой статье, заключается в том, что накапливается все больше и больше доказательств того, что микробиом человека оказывает определенное влияние на мозг, и, таким образом, если искусственная среда прямо или косвенно влияет на микробиом человека, это, в свою очередь, может повлиять на психическое здоровье человека.
Передача возбудителя. Многие патогены передаются в искусственной среде, а также могут находиться в ней в течение некоторого периода времени. Хорошие примеры включают грипп Norovirus, Legionella и MRSA. Изучение передачи и выживания этих патогенов является частью исследований микробиомов искусственной среды.
Качество воздуха в помещении Исследование Качество воздуха в помещении и влияние такого качества воздуха на здоровье частично связаны с микробами в искусственной среде, поскольку они могут прямо или косвенно влиять на воздух в помещении. качество.
Основной компонент исследований микробиомов искусственной среды включает определение того, как компоненты искусственной среды влияют на эти микробы и микробные сообщества. Факторы, которые считаются важными, включают влажность, pH, химическое воздействие, температуру, фильтрацию, материалы поверхности и поток воздуха. Были предприняты усилия по разработке стандартов для сбора «метаданных» построенной среды, связанных с исследованиями микробных сообществ в искусственной среде. В документе 2014 года содержится обзор доступных инструментов для улучшения данных об искусственной среде, которые собираются в связи с такими исследованиями. Примеры типов данных об искусственной среде, рассматриваемые в этом обзоре, включают характеристики зданий и условия окружающей среды, характеристики систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и интенсивность вентиляции, измерения присутствия и активности людей, характеристики поверхности, отбор проб воздуха и динамику аэрозолей.
Так же, как искусственная среда влияет на микробиомы, находящиеся в ней, микробные сообщества искусственной среды могут влиять на саму искусственную среду. Примеры включают разрушение строительных материалов, изменение потока жидкости и воздуха, образование летучих веществ и многое другое.
Микробиом искусственной среды имеет некоторый потенциал для использования в качестве функции для судебных исследований. Большинство этих приложений все еще находятся на начальной стадии исследования. Например, было показано, что люди оставляют после себя своего рода диагностическую микробную сигнатуру, когда они печатают на клавиатуре компьютера, пользуются телефоном или занимают комнату.
Там Было проведено значительное количество исследований роли микробов в различных запахах в искусственной среде. Например, Diekmann et al. исследовали связь между летучими органическими выбросами в автомобильных кондиционерах. Они сообщили, что типы обнаруженных микробов связаны с обнаруженными неприятными запахами. Парк и Ким исследовали, какие микробы, обнаруженные в автомобильном кондиционере, могут производить летучие соединения с неприятным запахом, и определили таксоны-кандидаты, продуцирующие некоторые такие соединения.
Для изучения микробов в жилых помещениях используются многие методы. Окружающая среда. Обзор таких методов и некоторых проблем их использования был опубликован NIST. Hoisington et al. в 2015 году были рассмотрены методы, которые могут быть использованы профессионалами в области строительства для изучения микробиологии искусственной среды. Методы, используемые при изучении микробов в искусственной среде, включают культивирование (с последующими исследованиями культивируемых микробов), микроскопию, отбор проб воздуха, воды и поверхности, химический анализ и независимость от посева. Исследования ДНК, такие как ПЦР гена рибосомной РНК и метагеномика.
Растет число исследовательских проектов и групп, прямо или косвенно фокусирующихся на микробиомах искусственной среды. Некоторые из них предназначены для конкретных сред (например, дома, больницы, душевые лейки), а другие - более широкие (например, BIMERC, Центр BioBE). Подробнее о некоторых из этих проектов ниже.
