Habitat farklılıklarının Rattus Rattus bağırsak mikrobiyotası üzerine etkilerinin moleküler tanımlama teknikleri ile analizi (Rodentia: Muridae)

Abstract

Memeliler yaşamları boyunca mikrobiyota olarak adlandırılan çeşitli mikroorganizmalar ile simbiyotik bir ilişki içerisindedir. Bu mikroorganizmaların konağın fizyolojisini, sağlığını ve hatta ruhsal dengesini etkilediği bilinmektedir. Memelilerde en yoğun ve en çeşitli mikroorganizma topluluğunun barınmasında bağırsakların kıvrımlı yapısı ve zengin besin içeriğine sahip olması etkilidir. Bağırsak mikrobiyotasının gelişimi, diyet ve yaşam tarzı dâhil olmak üzere konak ve çevresel faktörler arasındaki karmaşık bir etkileşimle düzenlenir. Bu çalışmada kentsel ve kırsal olmak üzere farklı habitatlarda yaşayan memelilerin bağırsak mikrobiyotasındaki değişimlerin detaylı olarak aydınlatılması amaçlanmıştır. Amaçlarımız doğrultusunda, Bilecik ilinin kentsel ve kırsal alanlarından yakalanan Rattus rattus türüne ait yabanıl ve laboratuvar ratlarının bağırsak mikrobiyotasındaki tüm taksonomik değişimler 16S rRNA yeni nesil dizileme tekniği ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Sonuç olarak 3 farklı yaşam alanından alınan bağırsak mikrobiyotasında yaklaşık 2000 farklı bakteri türü tanımlanmıştır. Tüm bakteri türlerinde hesaplanan Shannon ve Simpsons değerlerine göre laboratuar ratları en yüksek tür çeşitliliği göstermiştir. Mikrobiyota profillerinin benzerlikleri pCoA tekniği ile karşılaştırıldığında mikrobiyotayı oluşturan türlere ait bakteri popülasyonları farklı habitatlarda değişkenlik sergilemiştir. Gruplar arasındaki tür zenginliği tür seyreltme tekniği ile karşılaştırıldığında ise kırsal yaşam alanı başta olmak üzere tüm yabanıl ratlardaki toplam farklı tür sayısı laboratuar ratlarına göre daha yüksek bulunmuştur. Mikrobiyotada tür zenginliğine ve çeşitliliğine katkı sağlayan en önemli faktörün besin kaynakları olduğu belirlenmiştir. Besin çeşidinin artması mikrobiyotada tür zenginliğinin artmasına neden olurken, besin çeşidinin azalması tür çeşitliliğinin artmasına neden olmaktadır. Çalışmamız ilk defa olarak farklı mikrobiyal türlerin konak fizyolojisi üzerine etkileri açısından değerli bilgiler ortaya koymuştur.

Mammals have a symbiotic relationship with various microorganisms called microbiota throughout their lives. These microorganisms are known to affect the host's physiology, health, and even mental balance. In the harbor of the densest and most diverse microorganisms in mammals, the curved structure of the intestines and their rich nutrient content are effective. The development of the gut microbiota is regulated by a complex interaction between host and environmental factors, including diet and lifestyle. In this study, it is aimed to elucidate the changes in the gut microbiota of mammals living in urban and rural habitats. All taxonomic changes in the gut microbiota of wild and laboratory rats belonging to Rattus rattus species from urban and rural areas of Bilecik province were examined comparatively by 16S rRNA nextgeneration sequencing technique. Thus, 2000 different bacterial species were identified in gut microbiota. According to the Shannon and Simpsons values calculated, laboratory rats showed the highest species diversity. When the similarities of microbiota profiles were compared with pCoA technique, bacterial populations showed variability among different habitats. The comparison species richness between the groups with species rarefaction technique revealed higher species richness in all wild rats, especially in the rural habitat, compared to laboratory rats. Food sources were determined as the most important factor contributing to species richness and diversity. While the increased food variety boosted species richness, species diversity was increased due to the diminished food variety. Our first-hand study has provided valuable information on the effects of different microbial species on host physiology.