Yn ystod yr 20 mlynedd diwethaf, mae gwyddonwyr wedi cynyddu'n sylweddol faint o genomau microbaidd a gasglwyd o'r cefnfor, a all helpu i fynd i'r afael â heriau mawr megis prinder gwrthfiotigau, datrysiadau llygredd plastig, a golygu genomau. Fodd bynnag, mae bob amser wedi bod yn anodd cymhwyso gwybodaeth genom microbaidd i fiotechnoleg a meddygaeth.
Mewn astudiaeth newydd a gyhoeddwyd yn Nature o'r enw "Amrywioldeb Microbaidd Morol Byd-eang a'i Botensial mewn Bio-ddarganfod," dan arweiniad Canolfan Ymchwil Genomeg BGI yn Tsieina, mewn cydweithrediad â Phrifysgol Shandong, Prifysgol Xiamen, Prifysgol Ocean Tsieina, Prifysgol Copenhagen yn Nenmarc, a Phrifysgol East Anglia yn y DU, dadansoddodd ymchwilwyr genomau bron i 43200 o ficro-organebau (bacteria, archaea) o samplau morol a chanfod amrywiaeth helaeth mewn 138 o wahanol boblogaethau. Maent yn rhoi mewnwelediadau newydd i sut mae maint genom yn esblygu, megis sut mae micro-organebau morol yn cydbwyso system CRISPR Cas (rhan o'u hamddiffyniad imiwn) â genynnau ymwrthedd gwrthfiotig. Mae llawer o'r genynnau hyn yn cael eu hactifadu gan wrthfiotigau i helpu micro-organebau i oroesi.
Mae system CRISP Cas a genynnau ymwrthedd gwrthfiotig hefyd yn rhan o'r system imiwnedd bacteriol. Gan ddefnyddio dulliau cyfrifiadurol, darganfu'r tîm ymchwil system CRISPR-Cas9 newydd a 10 peptid gwrthficrobaidd, sy'n elfen bwysig arall o systemau imiwnedd mewn gwahanol organebau.
Mae gwrthfiotigau, gan gynnwys gwrthfiotigau, cyffuriau gwrthfeirysol, cyffuriau gwrthffyngaidd, a chyffuriau gwrthbarasitig, yn gyffuriau a ddefnyddir i atal a thrin heintiau mewn pobl, anifeiliaid a phlanhigion. Yn ôl Sefydliad Iechyd y Byd, mae mynychder cynyddol ymwrthedd cyffuriau a achosir gan orddefnyddio cyffuriau penodol yn fygythiad i atal a thrin nifer cynyddol o heintiau yn effeithiol, gan ei gwneud yn angenrheidiol i chwilio am fathau newydd.
Darganfu'r tîm ymchwil hefyd dri ensym sy'n gallu torri i lawr plastig cyffredin sy'n llygru'r cefnfor - polyethylen terephthalate (PET), sy'n fater amgylcheddol ac iechyd mawr arall. Mae arbrofion labordy wedi cadarnhau canlyniadau ymchwil metagenomeg forol, gan nodi ei ymarferoldeb posibl.
Dywedodd Thomas Mock, Athro Microbioleg Forol yn Ysgol Gwyddorau'r Amgylchedd, Prifysgol East Anglia, fod "y gwaith hwn yn mynd â maes metagenomeg forol i 'lefel newydd'. Mae'r astudiaeth hon yn amlygu sut mae dilyniannu metagenomig ar raddfa fawr o'r microbiom morol gallu ein helpu i ddeall amrywiaeth microbaidd morol a'i batrymau esblygiadol, a dod o hyd i ffyrdd newydd o gymhwyso'r wybodaeth hon i fiotechnoleg a meddygaeth.
Y cefnfor yw'r ecosystem fwyaf a phwysicaf ar y Ddaear, ac mae'r rhyngweithiadau rhwng micro-organebau morol a'u hamgylchedd yn sail i brosesau megis sefydlogi carbon a chylchu maetholion ar raddfa fyd-eang. Mae'r rhyngweithiadau hyn yn cyfrannu at hyfywedd y Ddaear. Mae ffactorau megis halltedd, newidiadau tymheredd, argaeledd golau, a gwahaniaethau pwysau o wyneb i wely'r môr, o'r pegynau i'r trofannau, yn creu pwysau dethol unigryw sy'n effeithio ar addasu a chyd-esblygiad micro-organebau morol.
Yn seiliedig ar y mewnwelediadau hyn, mae ymchwilwyr yn defnyddio'r llyfrgell genomau microbaidd morol a adferwyd o fetagenomeg fel adnodd allweddol ar gyfer cloddio genomau ac archwilio biolegol, gan alluogi darganfod offer genetig newydd a chyfansoddion bioactif.
Mae'r data hyn yn cwmpasu amgylcheddau morol amrywiol ledled y byd, o ranbarthau pegynol i ranbarthau pegynol, o wyneb y môr i'r ffosydd dyfnaf. Mae'r astudiaeth hon yn gwella dealltwriaeth pobl o'r microbiome morol yn sylweddol trwy greu cronfa ddata newydd sydd ar gael i'r cyhoedd, sy'n cynnwys tua 24200 o setiau genynnau ar lefel rhywogaeth.
Dywedodd yr ymchwilwyr, "Er bod astudiaethau blaenorol wedi rhoi mewnwelediad rhagarweiniol i rôl systemau cefnforol wrth gynnal bioamrywiaeth, mae'r astudiaeth newydd hon nid yn unig yn adeiladu ar ddarganfyddiadau blaenorol, ond hefyd yn darparu cyfleoedd newydd ar gyfer archwilio a defnyddio'r cefnfor yn gynaliadwy. Trwy ddefnyddio dysgu dwfn cloddio genom yn seiliedig ar ficrobiota morol, ynghyd ag arbrofion labordy biocemegol a bioffisegol, mae hyrwyddo'r gwaith hwn yn dangos y potensial enfawr i fynd i'r afael â heriau byd-eang megis prinder gwrthfiotigau a llygredd cefnfor Mae'r astudiaeth yn pwysleisio rôl hanfodol microbiota morol wrth wella lles dynol a hyrwyddo cynaliadwyedd amgylcheddol.
