مروري بر ارتباط مرجان‌ها و ميكروارگانيسم‌هاي همزيست آنها از ديدگاه بوم‌شناسي و زيست فناوري

Review on Association Between Corals and Their Symbiotic Microorganisms From the Ecology and Biotechnology Perspective

زمينه: مرجان‌ها، اجتماعات پروكاريوتي متنوع و فراواني را به شكل همزيست داخلي و يا خارجي در خود جاي داده‌اند. در مطالعه مروري حاضر ارتباط بين مرجان‌ها و ميكروارگانيسم‌هاي همزيست آنها از ديدگاه بوم‌شناسي و زيست‌ فناوري را مورد بررسي قرار خواهيم داد. مواد و روش‌ها: در اين مطالعه مقالات نمايه شده در پايگاه هاي اطلاعاتي Pubmed، Science Direct،Google Scholar و Scirus مورد بررسي قرار گرفتند. واژگان مورد جستجو شامل مرجان، ميكروارگانيسم همزيست، بوم‌شناسي و زيست فناوري بودند. در مجموع از ميان 120 مقاله و گزارش، با حذف موارد مشابه در نهايت تعداد 103 مقاله ارزيابي گرديد. يافته‌ها: ميكروارگانيسم‌هاي همزيست مرجان‌ها در كنج‌هاي اكولوژيكي مانند لايه موكوس سطحي، بافت و اسكلت آنها مستقر هستند. آنها در چرخه سولفور، تثبيت نيتروژن، توليد تركيبات ضد ميكروبي و حفاظت از مرجان‌ها در برابر عوامل بيماري‌زا نقش دارند. بسياري از تركيبات فعال زيستي كه به بي‌مهرگان مانند اسفنج‌ها و مرجان‌ها نسبت داده مي‌شود در حقيقت به وسيله باكتري‌هاي همزيست آنها توليد مي‌گردد. متابوليت‌هاي متنوع توليد شده توسط اين ميكروارگانيسم‌ها مي‌تواند به عنوان دارو مورد استفاده قرار گيرد. پنج ساز وكار غربالگري شامل غربالگري متداول، متاژنوميك، ژنوميك، بيوسنتز تركيبي و سنتز زيستي براي كشف و گسترش تركيبات طبيعي ميكروب‌هاي دريايي مورد استفاده قرار مي‌گيرند. نتيجه‌گيري: با توجه به مطالب گردآوري شده مي‌توان چنين نتيجه گرفت كه مطالعات اكولوژيكي در مورد روابط طبيعي بين مرجان‌ها و ميكروارگانيسم هاي همزيست آنها، پيش نياز تحقيقات زيست فناورانه بوده و مسير دستيابي به تركيبات فعال زيستي موجود در اين جاندارن را روشن‌تر مي‌سازد. همچنين پيشنهاد مي‌شود در گام نخست از تكنولوژي‌هاي مدرن و روش‌هاي غربالگري پيشرفته براي شناسايي جمعيت ميكروارگانيسمهاي دريايي و پس از آن براي شناسايي متابوليت هاي ثانويه زيستي موجود در آنها استفاده گردد.

Background: Corals have a diversity of prokaryotic communities as an internal or external symbiotic . This review will examine the association between corals and their symbiotic microorganisms from the ecology and biotechnology perspective. Material and Methods: In this study, articles were examined which indexed in Pubmed, Science Direct, Google Scholar and Scirus databases. Keywords we used included coral, symbiotic microorganisms, ecology, and biotechnology. Finally, overall of 120 articles and reports, 103 articles were evaluated by eliminating the same articles. Results: The Corals symbiotic microorganisms stay on in the ecological niches such as the surface mucus layer, tissue and their skeleton. They play role in the cycle of sulfur, nitrogen fixation, production of antimicrobial compounds and protect corals against pathogens. Many bioactive compounds which attributed to invertebrates such as sponges and corals in fact they are produced by symbiotic bacteria. Various metabolites produced by these microorganisms can be used as medicine. Five screening strategies including conventional screening, met genomics, genomics, combinatorial biosynthesis, and synthetic biology are used for marine microbial natural products discovery and development. Conclusion: According to the collected material we can be concluded that, the ecological studies about the natural association between corals and their symbiotic microorganisms were technological prerequisite for biomedical research and they make clear the road to attainment to bioactive compounds in fauna. Also, in the first step, it is recommended that modern technology and advanced screening methods used to identification of marine organisms and then to identify secondary metabolites among them. Keywords: Coral, Symbiotic microorganisms, Ecology, Biotechnology