Среди микробов пищеварительного тракта, напряжений, не только разновидностей, вопроса

Коллекция разновидностей, занимающих пищеварительный тракт, как известно, вполне персонализирована, и люди могут значительно отличаться по набору разновидностей, которым они питают. Теперь новое исследование предполагает, что различия между людьми могут пойти еще глубже.

В работе, опубликованной 29 января в Клетке, исследователи в Вашингтонском университете показывают, что, даже когда люди разделяют микробы вместе, точные напряжения, каждый несет, могло бы очень отличаться.«Зная больше об этих изменениях уровня напряжения», сказал Элханан Боренштайн, ведущий автор данной статьи и адъюнкт-профессор наук генома в Вашингтонском университете, «крайне важны для понимания сложных отношений между составом сообщества микробов, живущих в человеческом пищеварительном тракте и его влиянием на здоровье и болезнь».Точное определение изменений напряжения через микробиомы пищеварительного тракта, однако, было научной проблемой.

Лаборатория Боренштайна изучает человеческий микробиом как сложную систему и разрабатывает сложные вычислительные методы для анализа данных о микробиоме. Чтобы обратиться к этой проблеме, Боренштайн и его команда развивали новую структуру для того, чтобы экстенсивно характеризовать наследственную изменчивость уровня напряжения через многие микробные разновидности, распространенные в человеческом пищеварительном тракте. В дополнение к Боренштайну соавторы бумаги – два члена его лаборатории, аспирант Шэрон Гринблум, которая возглавила этот проект и постдокторанта Рогэна Карра.Отдельные напряжения тех же самых видов микроба могли бы отличаться значительно по набору генов, которые они кодируют или в количестве копий каждого гена, объяснили авторы.

Определенные гены могли бы отсутствовать или представить или могли бы быть повторены два или больше раза, в зависимости от напряжения.Такое генное изменение числа копии может иметь главный эффект на возможности напряжения. Это может играть роль в устойчивости к лекарству напряжения, в ее ядовитости, в видах биохимических комплексов, это может внедрение от своей среды, в том, как это расщепляет вещества для энергии, или в ее предпочтительном методе для того, чтобы двигаться. Эти различные возможности среди напряжений могут, очевидно, затронуть образ жизни микроба, все же многие могут также перевести к последствиям для здоровья человеческого хозяина.

«Наша вычислительная структура обеспечивает путь к оценке количества копии данного гена в данной разновидности непосредственно из ружья метагеномные данные», сказал Боренштайн. Он обращается к геномной упорядочивающей технике для рассмотрения всех генов, существующих в образце, содержащем сложную смесь микробных разновидностей.Используя новый вычислительный и статистический анализ, Боренштайн и его команда смогли точно нанести на карту каждую последовательность к ее разновидностям происхождения и оценить количество копии десятков тысяч генов во множестве живущих в пищеварительном тракте разновидностей в микробиомах пищеварительного тракта больше чем ста человек.

Исследователи тогда определили больше чем 5 000 генов, охватывающих десятки разновидностей, у которых были значительные изменения числа копии через микробиомы. На самом деле они нашли такие переменные гены в каждой разновидности, которую они проанализировали с некоторым изменением показа разновидностей в почти четверти их генов.При этом Боренштайн и его команда раскрыли широко распространенное и ранее ненаблюдаемое изменение между напряжениями и определили присутствие многих новых напряжений общих организмов. Они также посмотрели на последствия этих изменений.

Они обнаружили несколько функций, которые были особенно подвержены генным изменениям числа копии, включая подвижность, транспортировку различных веществ и энергетический урожай. Эти изменения напряжения могут показать, как с готовностью и быстро микроорганизмы изменяются в ответ на окружающую среду пищеварительного тракта. Наиболее захватывающе исследователи также нашли определенные случаи изменения напряжения, у которого могла быть клиническая уместность, например, те, которые связаны с ожирением или воспалительным заболеванием кишечника.

До этого исследования у ученых еще не было всестороннего ресурса, документирующего объем изменения напряжения в пищеварительном тракте или строгом методе, чтобы характеризовать такое изменение. Они поэтому часто вынуждались проигнорировать возможное воздействие изменений в разновидностях, анализируя функциональный репертуар микробиома пищеварительного тракта и потенциальных последствий для человека, в котором это живет.

«Мы ожидаем, что анализ изменения внутриразновидностей в микробиоме пищеварительного тракта и получающийся общедоступный генный каталог числа копии, который мы предоставляем, мотивируют новые способы изучить микробиом пищеварительного тракта как сложную, очень адаптивную систему», написали Боренштайн и его коллеги. Он добавил, что надеется, что это последнее исследование вызовет новые вопросы о микробной динамике в микробиоме пищеварительного тракта и о потенциальных способах управлять составом или функцией микробиома пищеварительного тракта в лечении болезни.


Блог Парамона