Strategien zur Anpassung funktioneller mikrobieller synthetischer Gemeinschaften

Natürliche Ökosysteme beherbergen ein riesiges Reservoir an taxonomisch vielfältigen Mikroben, die für das Wachstum und die Gesundheit von Pflanzen wichtig sind. Die enorme Vielfalt der Bodenmikroorganismen und ihre komplexen Wechselwirkungen machen es schwierig, die Hauptakteure zu bestimmen, die für die Lebensunterstützungsfunktionen wichtig sind, die Mikroben Pflanzen bieten können, einschließlich erhöhter Toleranz gegenüber (a)biotischen Stressfaktoren. Das Design vereinfachter mikrobieller synthetischer Gemeinschaften (SynComs) hilft, diese Komplexität zu reduzieren, um die molekularen und chemischen Grundlagen sowie das Zusammenspiel spezifischer Mikrobiomfunktionen zu entschlüsseln. Während SynComs erfolgreich eingesetzt wurden, um mikrobielle Interaktionen zu analysieren oder mikrobienassoziierte Phänotypen zu reproduzieren, basierten die Zusammenstellung und Rekonstruktion dieser Gemeinschaften oft auf generischen Häufigkeitsmustern oder taxonomischen Identitäten und Koinzidenzen, wurden aber nur selten durch funktionale Eigenschaften informiert. Hier überprüfen wir aktuelle Studien zum Design funktioneller SynComs, um gemeinsame Prinzipien zu offenbaren, und diskutieren multidimensionale Ansätze für das Gemeindedesign. Wir schlagen eine Strategie vor, um das Design funktioneller SynComs basierend auf der Integration von Hochdurchsatz-Experimenten mit mikrobiellen Stämmen und computergestützten genomischen Analysen ihrer funktionalen Fähigkeiten anzupassen.