Afrika se ongeëwenaarde biodiversiteit en omgewingsvariasies bied ’n uitsonderlike geleentheid om nuwe mikrobe-spesies en hul funksies te ondersoek. Tog skitter Afrika-mikrobiome in hul afwesigheid in globale datastelle, met minder as 3% van mikrobiese diversiteit wat tot dusver gekarakteriseer is. 

Hierdie kennisgaping sal nou aangepak word deur ’n nuwe navorsingsleerstoel aan die Universiteit Stellenbosch (US) wat deur prof. Thulani Makhalanyane beklee sal word. Hy is ’n toonaangewende mikrobioloog en voorstander van “waarom Afrika-mikrobiome saak maak”. Hy lei ook die Afrika-mikrobioomprojek – ’n a pan-Afrika-poging om die kennistekort oor Afrika-mikrobiota te verminder deur die genoomvolgordebepaling van 10 miljoen monsters.

Die Suid-Afrikaanse Navorsingsleerstoel in Afrika-mikrobioominnovasie is deel van ’n inisiatief deur die Departement van Wetenskap, Tegnologie en Innovasie (DWTI) en die Nasionale Navorsingstigting om uitnemendheid in navorsing en innovasie by Suid-Afrikaanse openbare universiteite te bevorder.  

Prof. Makhalanyane is welbekend as voorstander van die belangrikheid van mikrobiome en die noodsaaklike rol wat dit speel in gesondheid, landbou, en omgewingsvolhoubaarheid, veral binne die Afrika-konteks. Tog is Afrika-mikrobiome steeds erg onderbestudeer: “Hierdie kennistekort is veral kommerwekkend gegewe Afrika se ontsaglike genetiese diversiteit, omgewingsveranderlikheid, en vatbaarheid vir globale uitdagings soos klimaatsverandering, aansteeklike siektes, en voedselonsekerheid,” sê hy.

“Huidige mikrobioomnavorsing is oneweredig versprei en konsentreer op die globale Noorde, wat die toepassingsmoontlikhede van die bevindinge beperk en die ontwikkeling van konteksspesifieke oplossings wat vir Afrika-sisteme pasgemaak is, belemmer. Hierdie ongelykheid beklemtoon die noodsaaklikheid vir toegewyde navorsingsinisiatiewe wat Afrika-mikrobiome prioritiseer en fundamentele datastelle genereer om wetenskap, beleidmaking en innovasie te beïnvloed,” gaan hy voort. 

Verder is daar ’n dringende behoefte om navorsingskapasiteit en -infrastruktuur in hierdie veld regoor die vasteland te versterk om te verseker dat Afrika-wetenskaplikes pogings lei wat relevant is vir Afrika-prioriteite. Een van die hoofdoelwitte van die nuwe navorsingsleerstoel sal wees om nagraadse studente toe te rus met die nodige vaardighede in berekenings- en sisteembiologie binne mikrobioomwetenskap. Dit sal die  bevordering van bioinformatika en masjienleer in mikrobioom-analise, die skep van oopbron berekeningsinstrumente – pasgemaak vir Afrika-datastelle – en die ontwikkeling van kortkursusse in mikrobioomdatawetenskap en mikrobiese informatika insluit.

Volgens Makhalanyane is sy visie om institusionele navorsingskapasiteit uit te brei en ’n nuwe kohort mikrobioloë wat berekeningsvaardig is, regoor Afrika te vestig. 

Prof. Sibusiso Moyo, Viserektor: Navorsing, Innovasie en Nagraadse Studies aan die US, sê die vestiging van ’n NNS-US-leerstoel oor Afrika-biome kom op die regte tyd aangesien die Universiteit pas sy Navorsings- en Innovasiebloudruk 2030 en Strategiese Plan 2026-2030 goedgekeur het. Deur bestaande beleggings in genoomvolgordebepaling- en berekeningsinfrastruktuur by die US te benut, sal hierdie inisiatief Afrika as ’n leier in mikrobioomwetenskap posisioneer, eerder as om bloot ’n databron vir globale navorsingspogings te wees. Daar word ook van die leerstoelhouer verwag om eksterne en interne samewerkings voort te sit.”  

Prof. Bertie Fielding, Dekaan van die Fakulteit Natuurwetenskappe aan die US, sê die leerstoel sal ’n belangrike gaping in globale mikrobioomnavorsing vul deur te verseker dat Afrika se mikrobiese diversiteit vanuit Afrika bestudeer, verstaan en gelei word. “Prof.  Makhalanyane se werk sal belangrik wees vir die bevordering van wetenskap, die bou van kapasiteit, en die ondersteuning van oplossings in gesondheidsorg, landbou en omgewingsvolhoubaarheid,” het hy bygevoeg. 

Waarom navorsing oor mikrobiese gemeenskappe?

Die gemeenskap van bakterieë, argea, swamme en virusse wat in ’n spesifieke omgewing voorkom, word die “mikrobioom” genoem. In kombinasie met mekaar kan hulle diepgaande rolle speel as reguleerders van menslike gesondheid en ekosisteemfunksies. Inisiatiewe soos die Menslike Mikrobioomprojek en die Afrika-biogenoomprojek het ons insigte gegee rakende die diversiteit en funksies van hierdie gemeenskappe. Verskeie studies het byvoorbeeld getoon dat mikrobes die vermoë het om voedselbehoeftes, gedrag, en vatbaarheid vir siektes by diere te beheer. Mikrobiese gemeenskappe wat in die grond voorkom, beheer koolstofsekwestrasie, voedingstofherwinning en die ontbinding van organiese materiaal.  

Dit is egter belangrik om daarop te let dat daar groot gapings in ons verstaan van die mikrobioom is. Daar is verskeie redes wat bydra tot hierdie kennistekort. Dit is byvoorbeeld moeilik om die meeste mikroörganismes in ’n laboratorium te isoleer. Huidige ramings dui daarop dat minder as 3% van mikrobiese gemeenskappe geldig gekarakteriseer is. Sommige skattings dui daarop dat etlike miljard mikroörganismes steeds nie gekarakteriseer is nie, wat strek oor ’n verskeidenheid ekosisteme en gashere heen. Daarbenewens dui huidige studies op aansienlike variasie in mikrobiota op plaaslike, streeks- en globale skaal.  

Ten einde hierdie kennistekort te verminder,  moet ons dringend die diversiteit en funksionele eienskappe van mikrobiese gemeenskappe oor diverse ekosisteleme, en veral in Afrika, ondersoek.