Browsing tag: metagenomika

TECHNOLOGIE „FOOD-OMICS” W PROFILOWANIU METAGENOMU ŻYWNOŚCI

“FOOD-OMICS” APPLICATIONS IN THE FOOD METAGENOM PROFILING
Edyta Juszczuk-Kubiak, Monika Greguła-Kania, Barbara Sokołowska

PDF

Streszczenie: Nowoczesne badania w dziedzinie nauk o żywności i żywieniu przechodzą od klasycznych metodologii do zaawansowanych strategii molekularnych, w których kluczową rolę odgrywa technologia sekwencjonowania następnej generacji (NGS). Foodomika, która została niedawno zdefiniowana jest nowym, globalnym podejściem wykorzystującym zaawansowane technologie „omics” w analizach żywności. W ostatnich latach technologie „food-omics” są szeroko stosowane w mikrobiologii żywności w kierunku identyfikacji, kwantyfikacji i śledzenia mikrobiologicznych konsorcjów żywnościowych oraz oceny jakości i bezpieczeństwa żywności. Metagenomika, zwana
genomiką populacji drobnoustrojów jest opartą na sekwencji niezależną od hodowli analizą zbiorowych genomów mikroorganizmów obecnych w danym środowisku. Ta szybko rozwijająca się technika dostarczyła nowych informacji na temat różnorodności taksonomicznej i dynamiki społeczności mikroorganizmów na poziomie rodzaju, gatunku a nawet szczepu. Zintegrowane podejście metagenomiczne okazało się potężnym narzędziem w profilowaniu ekologii mikrobiologicznej złożonych ekosystemów takich jak żywność fermentowana. Obecne kierunki badań koncentrują się na zrozumieniu i możliwości kontroli procesu fermentacji w celu zapewnienia stałych właściwości sensorycznych produktów, zwiększenia bezpieczeństwa i ograniczenia psucia się żywności. Celem niniejszego przeglądu jest przedstawienie najnowszych osiągnięć w zakresie wykorzystania technologii „food-omics” w analizach bioróżnorodności i funkcjonalności metagenomu produktów żywnościowych, bezpieczeństwa żywności i kontroli jakości oraz bieżących wyzwań i potencjalnych zastosowań.

1. Wstęp. 2. Metodologie i technologie w dziedzinie „food-omics”. 3. Zastosowanie technologii „food-omics” w analizach żywności. 3.1. Metagenomika jako narzędzie do monitorowania procesu fermentacji. 3.2. Monitorowanie warunków przechowywania żywności. 3.3. Monitorowanie bezpieczeństwa żywności. 4. Podsumowanie


Abstract: Modern research in food science and nutrition is transferring from classical methodologies to advanced molecular strategies in which next-generation sequencing (NGS) technology plays a crucial role. In this context, Foodomics has been recently defined as a new and global field using advanced “omics” technologies in food analysis. In recent years, “food-omics” technologies are widely applicated in food microbiology to identify, quantify and to track food microbial consortia in the food chain, as well as in the food safety and quality assessment. Metagenomics, referred to as community genomics is a sequence-based analysis of the collective genomes of microorganisms present in a given environment. This rapidly developing technique has provided new knowledge about taxonomic diversity and the dynamics of microbial communities at the genus, species and even strain level. An comprehensive metagenomic approach has proven to be a powerful tool in profiling the microbial ecology of complex ecosystems such as fermented foods. Currently, research focuses on understanding and controlling the fermentation process to ensure the consistent sensory properties of food products, increase safety and reduce food spoilage. The goal of this review is to provide an overview of the latest achievements of the “food-omics” technologies applied to biodiversity and functionality of food microflora, food safety and quality control. Furthermore, we discuss current challenges and future applications of “food-omics” technologies in the food industry.

1. Introduction. 2. Methodologies and technologies in the field of food-omics. 3. Application of “food-omics” technology in food analysis. 3.1. Metagenomics as a tool for monitoring the fermentation process. 3.2. Monitoring food storage conditions. 3.3. Food safety monitoring. 4. Summary

Rola mikroflory jelit w indukcji choroby Leśniewskiego-Crohna w świetle programu badań Human Microbiome Project

Role of microbiota in Crohn’s disease induction in the light of studies of Human Microbiome Project
A. Franczuk, E. K. Jagusztyn-Krynicka

1. Wstęp. 2. Podłoże genetyczne i immunologiczne CD. 2.1. Podłoże genetyczne choroby Leśniowskiego-Crohna. 2.2. Defensyny. 2.3. Nabłonkowa bariera jelitowa. 3. Rola mikroflory jelit w indukcji CD. 3.1. Zmiany dysbiotyczne. 3.2. Organizacja przestrzenna mikroorganizmów flory jelit. 4. Przyszłość metagenomiki w badaniu CD. 5. Podsumowanie

Abstract: Crohn’s disease (CD) is an inflammatory disorder which develops as a result of dysregulated interactions between gut microbiota and immune system. Because bacterial involvement in this illness is certain and classic methods of growing microorganisms are insufficient to clarify their impact on disease induction, metagenomics, as a culture-independent technique, provides revolutionary approach. This method become pivotal tool for a large project aiming at describing whole human microbiota – Human Microbiome Project (HPM). Studies on pathologically changed gut microbiota of CD patients involving metagenomic strategy provide profound analysis of intestinal microbial structure as well microbial localization. Ee review article also presents various aspects of the immune system functioning – such as genetic predispositions, dysregulated defensin secretion, poor epithelial barrier integrity, which contribute to improper immunological answer and promotion of inflammation.

1. Introduction. 2. Genetic and immunological basis. 2.1. Genetic basis of CD. 2.2. Defensins. 2.3. Gut epithelial barrier. 3. Role of microbiota in CD induction. 3.1. Dysbiotic changes. 3.2. Spatial organization of gut microorganisms. 4. Future of metagenomics in studies on CD. 5. Summary

Metagenom – zródło nowej informacji o mikroorganizmach glebowych

Metagenome – a new source of information about soil microorganisms
J. Kozdrój

1. Wstęp. 2. Problemy z poznaniem mikrobiomu oraz próby ich przezwyciężania. 3. Metagenomika a specyficzny charakter gleby. 4. Analiza genetyczna mikrobiomu. 5. Analiza funkcjonalna metagenomu. 6. Strukturalna różnorodność mikroorganizmów w różnych środowiskach glebowych. 7. Podsumowanie

Abstract: Soil environment, due to its high heterogeneity, is considered as a major reservoir of microbial genetic and metabolic diversity in the biosphere. The knowledge on this diversity is limited, because most of the soil microorganisms cannot be cultured under the usual laboratory conditions. During the last two decades, development of methods to isolate nucleic acids from soil has opened a window to a previously unknown microbial world. In consequence, a new metagenomic approach based on the analyses of total microbial DNA has appeared in soil studies. Total microbial DNA extracted from soil by direct or indirect methods is mostly used for amplification of marker genes (e.g. SSU rRNA) which is further differentiated by fingerprinting (e.g. DGGE, T-RFLP) or sequenced directly. Until recently, sequencing was mainly performed after first cloning PCR products to produce a clone library of amplicons. Lately, another approach has been introduced to reduce costs and labour; it is commonly known as 454-pyrosequencing, the method that does not require cloning. These methods as well as DNA microarrays have demonstrated an unanticipated level of microbial diversity, especially in the newly discovered world of the biosphere. Thousands or even several hundred thousands of different bacterial phylotypes can be present in a gram of soil. They belong to dozens of phyla. The molecular approach changed the picture of structural diversity of soil microbiome, also indicating that bacteria, archaea, fungi and even viruses are diverse both globally and locally. Moreover, soil metagenomics, allows for a comprehensive search for gene expression and metabolic activity within microbiome.

1. Introduction. 2. Difficulties with microbiome analysis and attempts to overcome them. 3. Metagenomics vs. distict features of soil. 4. Genetic analysis of microbiome. 5. Functional analysis of microbiome. 6. Microbial structural diversity in different soil environments. 7. Summary

POSTĘPY MIKROBIOLOGII 2021, Tom 60, Zeszyt 3

POSTĘPY MIKROBIOLOGII 2021, Tom 60, Zeszyt 3

POSTĘPY MIKROBIOLOGII
2021, Tom 60, Zeszyt 3

O Towarzystwie

PTM

Celem Polskiego Towarzystwa
Mikrobiologów jest propagowanie rozwoju nauk mikrobiologicznych

i popularyzowanie osiągnięć
mikrobiologii wśród członków Towarzystwa oraz szerokich kręgów społeczeństwa. Formami działalności jest organizowanie zjazdów, posiedzeń naukowych, kursów, wykładów
i odczytów oraz konkursów prac naukowych; wydawanie i popieranie wydawania czasopism naukowych, książek
i innych publikacji
z dziedziny mikrobiologii; opiniowanie o stanie i potrzebach mikrobiologii polskiej

i występowanie w jej sprawach wobec
władz państwowych; współpraca
z pokrewnymi stowarzyszeniami
w kraju i za granicą.