Skip to main content

Deciphering the mycobiome of indoor environments by high-throughput sequencing

Article Category

Article available in the folowing languages:

Badanie tajników mykobiomów w norweskich domach

Mykobiomy w naszych domach, czyli grzyby zamieszkujące nasze pomieszczenia, są wszechobecne i czasem mogą być toksyczne. Klimat Norwegii sprawia, że kraj ten jest idealnym miejscem do badania grzybów zamieszkujących pomieszczenia, a jeden z finansowanych przez Unię Europejską projektów skupia się na poszukiwaniu czynników środowiskowych sprzyjających ich rozwojowi.

Zdrowie

Grzyby występują w każdym obszarze świata przyrody. Dotyczy to także wnętrz budynków zamieszkałych przez ludzi – zbiorowiska grzybów w takich miejscach nazywamy mykobiomami wewnętrznymi. Grzyby mogą rozwijać się w każdym miejscu, w którym panuje wilgoć. W najlepszym razie są uciążliwymi gośćmi, natomiast w najgorszym mogą mieć negatywny wpływ na zdrowie mieszkańców. Z dotychczasowych badań wynika, że zarówno geografia, jak i klimat mają kluczowy wpływ na rozwój mykobiomów we wnętrzach budynków. Biorąc pod uwagę fakt, że Norwegia charakteryzuje się szczególnie dużym gradientem klimatycznym, jest ona doskonałym miejscem do prowadzenia badań nad zbiorowiskami grzybów, zarówno tych występujących na zewnątrz, jak i wewnątrz pomieszczeń. Tradycyjne metody badawcze obejmują hodowlę grzybów w kulturach i wykorzystywanie mikroskopów, jednak ich stosowanie wiąże się z szeregiem ograniczeń – najważniejszym z nich jest fakt, że nawet pomimo rozwoju technologii hodowli jej wykorzystanie jest możliwe w przypadku zaledwie 1 % mikroorganizmów. Rozwiązaniem tego problemu zajęli się uczestnicy finansowanego z funduszy Unii Europejskiej projektu MycoIndoor, realizowanego przy wsparciu działania „Maria Skłodowska-Curie”, którzy postanowili wykorzystać w tym celu nowoczesną technologię wysokosprawnego sekwencjonowania (HTS). Technologia ta jest szczególnie przydatna w zakresie charakteryzacji zbiorowisk mikroorganizmów występujących w próbkach pobieranych ze środowiska, na przykład w kurzu i powietrzu z budynków. Zespół projektu skupił się na trzech kluczowych celach – zbudowaniu bazy danych sekwencji DNA, obejmującej powszechnie występujące w budynkach oraz możliwe do hodowania grzyby domowe z terenów Norwegii, badanie różnorodności mykobiomów we wnętrzach budynków oraz scharakteryzowanie zmian geograficznych na szeroką skalę na terytorium Norwegii. Ostatni obszar miał pomóc w opisaniu czynników środowiskowych sprzyjających określonym grupom grzybów.

Badania w ramach nauki obywatelskiej

Zespół postanowił zwrócić się o pomoc do naukowców-wolontariuszy, których zadaniem było wyznaczenie terenów badawczych oraz znalezienie odpowiednio rozłożonych pod względem geograficznym budynków – domów i przedszkoli. „Na podstawie głównego badania z udziałem naukowców-wolontariuszy, które objęło 271 domów, byliśmy w stanie ustalić główne czynniki wpływające na kształt mykobiomów wewnętrznych na terenie całej Norwegii”, twierdzi Håvard Kauserud, wykładowca i badacz Uniwersytetu w Oslo oraz kierownik projektu MycoIndoor. Badaczom udało się ustalić, że regionalne czynniki klimatyczne znacząco wpływały na mykobiomy zewnętrzne i wewnętrzne, co przypisano przede wszystkim napływowi zarodników ze źródeł znajdujących się poza budynkami. Co więcej, na mykobiomy miały także wpływ cechy badanych budynków oraz ich użytkownicy. „Na mykobiomy wewnętrzne składały się przede wszystkim dwie charakterystyczne grupy grzybów – doskonale znane domowe gatunki pleśni (Penicillium, Aspergillus i Botrytis), kolonizujące materiały budowlane i artykuły spożywcze, a także różnorodne drożdże związane z ludzką skórą (Malassezia, Debaryomyces, Candida i Rhodotorula)”, wyjaśnia Pedro Martin-Sanchez, naukowiec Uniwersytetu w Oslo i główny badacz projektu MycoIndoor. Większość spośród tych gatunków wskaźnikowych zamieszkujących pomieszczenia jest znana jako grzyby będące alergenami. Z kolei mykobiomy występujące na zewnątrz charakteryzowało bogactwo grzybów kolonizujących skały, w tym grzyby porostowe (misecznicowate) i mikrokolonialne odmiany czarnych grzybów (Chaetothyriales oraz Capnodiales). Opisane w ramach badania grupy grzybów są doskonale znane ze swojej odporności na wiele czynników środowiskowych stanowiących stresory oraz z powszechnego występowania w zróżnicowanych środowiskach, na przykład na skałach czy na budynkach.

Biblioteka nowej wiedzy

Zespół zbudował szczegółową kolekcję sekwencji DNA, opracowaną na podstawie próbek pobranych ze środowiska oraz izolatów referencyjnych. Posłuży ona innym badaczom, którzy będą mogli wykorzystać ją do badania grzybów występujących w pomieszczeniach. Wiedza zgromadzona w ramach projektu MycoIndoor będzie miała istotny wpływ na powiązane dziedziny nauki (mikrobiologię budynków, ekologię grzybów, narażenie ludzi na działanie grzybów), a także na działalność komercyjną związaną z mikrobiologią budynków oraz biodegradacją materiałów. „Projekt stanowi źródło podstawowych informacji na temat grzybów występujących w budynkach zlokalizowanych w obszarach o klimacie umiarkowanym oraz borealnym. Dane te mogą być stosowane jako materiał porównawczy ułatwiający identyfikację budynków, w których występują nieprawidłowości lub odchyły od normy wynikające na przykład z zalań w przeszłości oraz pojawiających się w ich następstwie inwazji grzybów”, wyjaśnia Martin-Sanchez. „Kolejnym krokiem będzie zgromadzenie informacji medycznych od mieszkańców oraz zestawienie ich z mikrobiomami (grzybami i bakteriami) występującymi wewnątrz budynków. Projekt stanowi kolejny krok w kierunku bardziej zautomatyzowanego profilowania mykobiomów budynków”, mówi Kauserud.

Słowa kluczowe

MycoIndoor, klimat, na zewnątrz, wewnątrz, mykobiom, zarodniki, źródła, budynki

Znajdź inne artykuły w tej samej dziedzinie zastosowania