Бактерии
Человеческую микрофлору составляют 39 триллионов бактериальных клеток (само тело человека состоит из около 30 триллионов клеток). Наиболее многочисленна кишечная микрофлора, кожа также заселена многими бактериями. Большинство бактерий, обитающих в человеческом теле, безвредны за счёт сдерживающего действия иммунной системы, а некоторые даже приносят пользу. Ряд бактерий патогенны для человека. Такие инфекционные болезни, как холера, сифилис, сибирская язва, проказа и бубонная чума, вызываются бактериями. Наибольшее число смертей вызвано бактериальными , и один лишь туберкулёз ежегодно убивает 2 миллиона человек (преимущественно в Африке южнее Сахары). В развитых странах антибиотики используются не только для лечения заболеваний человека, но и в животноводстве, из-за чего проблема устойчивости к антибиотикам становится всё более актуальной. В промышленности бактерий используют в очистке сточных вод, для ликвидации разливов нефти, при получении сыра и йогурта, восстановлении золота, палладия, меди и других металлов из руд, а также в биотехнологии, для получения антибиотиков и других соединений.
Метагеномика
Микробные сообщества играют ключевую роль в поддержании здоровья человека, но их состав и механизмы функционирования до сих пор остаются неразрешенными. Метагеномное секвинирование использовалось для описания микробных сообществ у сотен индивидуумов. Это часть так называемого проекта , главными целями которого является: определить базовый набор микробов человека, понять, как изменение микрофлоры человека коррелирует с изменением здоровья, а также разработать технологическую и биоинформатическую базу для достижения этих целей Основные центры, получившие финансирование на секвенирование геномов микроорганизмов кишечника, пригодных к культивированию в лабораторных условиях:
Другое медицинское направление — проект MetaHit (метагеномика пищеварительного тракта человека), участие в котором принимало 124 индивидуума из Дании и Испании, среди них были здоровые люди, люди с избыточным весов и люди с болезнями пищеварительного тракта. Главной целью исследования была попытка охарактеризовать филогенетическое разнообразие желудочно-кишечных бактерий. Исследование показало, что две бактериальные клады: Bacteroidetes и Firnicutes, составляют более 90 % от всех известных филогенетических групп бактерий, которые доминируют в дистальном отделе кишечника. Используя относительную частоту генов, найденных в кишечнике, исследователи идентифицировали 1244 метагеномных кластеров, которые играют критическую роль для поддержания здорового состояния. Выделено две основные функции этих кластеров: поддержание экспрессии генов домашнего хозяйства и экспрессия генов, специфичных для желудочно-кишечного тракта. Кластер генов домашнего хозяйства необходим для всех бактерий и часто играет основную роль в метаболических путях, таких как центральный метаболизм углерода, синтез аминокислот. Кластер специфических генов включает способность к адгезии к белкам хозяина и способность питаться за счёт сахаров. У больных с раздражением толстой кишки на 25 % меньше таких генов, также показано более низкое содержание бактерий, в отличие от людей, у которых не было диагностировано никаких проблем с желудочно-кишечным трактом.