一个微生物的世界

微生物地球已居住了35亿多年(1之前,植物和动物的存在。微生物太小,他们不能被肉眼看到。通常,对象测量0.1毫米(或100μm-microns)或更大的可见没有显微镜,但微生物比这小得多。他们体积小是唯一的特征,不同种类的微生物—否则非常不同的生活方式,新陈代谢,函数在环境(图1)。微生物比比皆是,从地球的两极到赤道,从海洋的深处冰川最高的山脉,甚至在表面或其他生物的尸体。虽然我们经常认为微生物方面的疾病和感染,大多数微生物对环境产生有利的影响和在我们的日常生活。例如,你知道住在海洋微藻生产我们呼吸的氧气中的一半(2]?土壤微生物也丰富,有助于植物生长更快和更健康3]。一些微生物用于食品生产,食品包括奶酪、葡萄酒、面包等发酵蔬菜黄瓜(泡菜)。

最近科学家们计算,地球是1万亿种微生物(4]!然而,据说99.999%的人仍未被发现的物种。因为许多有益微生物执行功能,微生物学家正致力于发现新的微生物,理解他们的角色在他们的生态系统,并确定如何使用这些生物来帮助人类或者地球。支持微生物世界的研究,科学家发明了微生物文化收藏,扮演至关重要的角色在帮助科学家调查和保护生物多样性的微生物。

文化集合:微生物的宝藏

文化集合是什么?顾名思义,它们实际的集合微生物菌株。事实上,每一个微生物物种的应变孤立的维持在至少两个不同的集合。文化集合是微生物公共图书馆的图书。这些集合服务三个主要目的。首先,通过隔离和描述新的微生物菌株,这些集合帮助科学家们理解和探索微生物的生物多样性。第二,收集保存的微生物菌株科学家已经分离和描述了多年的研究。第三,科学家们想要研究或使用一个特定的微生物菌株可以获得它从一个集合。

集合的微生物存在自从微生物学家第一次能够分离并培养这些生物。第一个微生物菌株的分离和培养是归因于罗伯特•科赫在1870年代。几年后,在欧洲建立了第一个文化收藏,保存和分发微生物为未来研究的目的。当时,微生物菌株的分离是一个非常具有挑战性的过程,所以分离菌株被认为是非常宝贵的资源,为今后的科学研究需要被保留下来。今天,多亏了重要的技术发展,文化系列活动包括样本收集、分离、鉴定和保存(图2)已成为“常规”过程微生物。然而,这些活动仍然需要大量的时间和可以困难的微生物组仍未被发现的。

样品可以从方便的环境,如皮肤的人的手,但也从极端环境,如南极海底。隔离可以是非常困难的,特别是微生物学家正致力于分离特定类型的微生物和其他成千上万的出现在相同的样本。你知道1克土壤可以包含不同种类的细菌(从100年到1000000年5]?越来越多的微生物也是一项复杂的任务。许多类型的微生物需要独特的营养和生长条件。即使在今天,微生物学家只能种植存在的微生物的很少一部分。据估计,60 - 99%的微生物不能生长在实验室(1]。微生物的生长能力新物种的最大挑战之一,微生物学家今天!最后,小说的识别微生物需要大量的经验,深入了解微生物,并了解如何分类微生物(称为分类)。一旦一种新的微生物被描述,它是特定的拉丁名和存储在至少两个文化集合,它可以保存和分发给其他科学家们想要研究它。

今天,全世界有超过800的文化集合存在,和他们一起保存和分发超过2350000株!如果我们考虑到第一个微生物分离< 150年前,我们意识到微生物学家和文化收藏一直像勤劳的蜜蜂隔离,描述,并保持微生物的生物多样性。一些文化集合是非常大的机构,与成千上万的菌株,而一些小型组织。集合保佑常见,良好的菌株或非常罕见的物种,比如那些孤立的极端环境。然而,所有的文化收藏也同样重要,因为它们有助于微生物生物多样性调查和保护。

整个社会最终受益于公共文化所产生的菌株和信息集合。这些集合的用户通常是研究科学家在大学或医院。学校教师或者个人可以获得微生物菌株为教育目的,如果他们获得一个实验室配备所需的工具和材料。只能获得如果不致病微生物或有毒。危险的微生物菌株都存储在特定的地方,只能由专家是谁授权处理它们。微生物菌株不是免费的!文化集合需要资金来支持他们的研究,因此,当用户购买微生物菌株,他们支持未来的收藏活动。

在二十一世纪的文化集合

他们开始以来文化集合进化如何?在过去,文化集合存在作为一种探索,微生物生物多样性保护区,和分发。今天,文化集合的一个额外的目标是增加社会福利的知识和使用微生物可以提供。这些现代文化集合被称为微生物资源中心(mBRCs)。这个复杂的名字强调的观点应该考虑微生物资源,因为它们资产的自然环境和社会的可持续发展。

mBRCs执行一些非常重要的额外任务(图3)。这些中心提供服务,以支持研究和发展,从而有助于促进新发现。他们负责数据管理和数据共享通过组织、存储和交换相关信息收集的微生物菌株。他们还提供教育和培训活动,教别人如何保存和使用微生物生物多样性;最后,他们帮助创建规则使用微生物生物多样性。

因为微生物是宝贵的资源,创建了规则来防止他们的剥削。微生物学家必须遵循这些规则,如果他们想要使用压力自然环境的孤立研究或商业目的。例如,科学家必须要求一个特别许可证之前收集从自然环境微生物资源在大多数国家!事实上,自2014年10月12日,有具体规定一项国际协议称为名古屋议定书访问和利益共享。本协议旨在保护的使用遗传资源它迫使科学家们分享这些资源的好处在公平、公正的方式。为打击这些规则是非常重要的生物剽窃他们还有助于保护地球的生物多样性的微生物。

你听说过表达"在一起我们可以做伟大的事情?“微生物学家文化集合和mBRCs当然有!文化集合和mBRCs正在开发合作网络分享专业知识、仪器仪表、数据和资源。他们在国家和国际层面共同努力,增加我们的知识的微生物世界,促进微生物菌株的使用在医学科学、生物技术、农业、环境科学和生物多样性。此外,在合作,他们最近开始开发更广泛的网络,提供创新的和高质量的服务,比如欧洲微生物资源研究基础设施,汇集了50多个微生物资源和专长的欧洲文化和mBRCs集合。大或小,现代或传统,单独或在团队、文化收藏和mBRCs世界各地不断努力促进微生物的生物多样性和可持续利用。

术语表

微生物学家:↑研究微生物的科学家。

生物多样性:↑各种不同类型的地球上的生命。

微生物菌株:↑微生物的变异或亚型的细微差异特征(通常是在基因水平),使它区别于其他同一物种的成员。

隔离:↑在微生物学,程序执行分离单个微生物(应变)从样本中发现和其他微生物样品。

遗传资源:↑任何材料从植物、动物、微生物或其他生物体包含的遗传物质(DNA或RNA)与当前或潜在的价值。

生物剽窃:↑使用或利用遗传资源或原住民知识不同意或不为当地社区提供公平补偿。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

确认

本文是通过IS_MIRRI21的支持,实现H2020项目由欧洲委员会资助的赠款协议下n 871129°。作者要感谢几个文化集合提供的支持和mBRCs在论文的准备。图片显示的图1优惠至:菲利普·代斯普利司,玛丽-普雷沃斯特,尚塔尔Le Bouguenec(巴斯德研究所)和埃米利奥•索oni(西班牙银行的海藻,BEA)。图片显示的图2优惠至:Waclaw Dabrowski农业和食品生物技术研究所(IAFB),比利时联合集合的微生物,真菌收集:人类和动物健康(BCCM / IHEM),西班牙银行的藻类(BEA) Koninklijke Nederlandse发育van Wetenschappen (KNAW-Westerdijk研究所),Micoteca达米尼奥大学做(妈妈),玛莲Bosschaerts (BELSPO-BCCM),阿德里安·维拉(Coleccion de Cultivos诺拉蒂波,摄影,塞西尔Grondin (CIRM-Levures),埃利Verleyen大学(绅士),Severine Le Faucheur (IPREM,德保罗大学et des de l 'Adour),和鲍勃·比蒂(CSIRO科学图片)。

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引用

[1]↑伯纳德·G。主管,j·S。兰尼斯,R。洛佩兹,P。,Bapteste e . 2018。微生物暗物质调查:微生物研究如何改变生物知识和经验素描科学发现的逻辑。基因组医学杂志。另一个星球。10:707-15。对doi: 10.1093 / gbe / evy031

[2]↑Virta, L。Norkko, a . 2021。你喜欢呼吸吗?硅藻可以帮助你!前面。年轻人9:553748。doi:10.3389 / frym.2021.553748

[3]↑Ariotti C。朱利亚诺·E。Garbeva, P。Vigani, g . 2020。地下的迷人世界的沟通。前面。年轻人2020:547590。doi:10.3389 / frym.2020.547590

[4]↑Locey, k . J。列侬,j . t . 2016。缩放法预测全球微生物多样性。Proc。国家的。学会科学。美国的一个。113:5970-5。doi: 10.1073 / pnas.1521291113

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