funcția

  • obiecte
  • abstract
  • Principalul
  • Diversitatea microbiană a persoanelor sănătoase
  • Transportul microbilor specifici
  • Metabolismul și funcția microbilor
  • Corelații cu fenotipul gazdei
  • concluzii
  • Rezumatul metodelor
  • Informatii suplimentare
  • Fișiere PDF
  • Informatii suplimentare
  • Fișiere ZIP
  • Tabelele suplimentare
  • Comentarii

obiecte

  • biodiversitate
  • metagenomică
  • microbiom

abstract

Principalul

Diversitatea microbiană a persoanelor sănătoase

Imagine la dimensiune completă

  • Descărcați un diapozitiv PowerPoint

Spre deosebire de mai multe căi (Fig. 2 și Fig. Suplimentară 2, vezi mai jos), nu s-a observat că acestea sunt în general prezente în rândul tuturor habitatelor corpului și a indivizilor la adâncimea secvențierii (Fig. 2 și Fig. Suplimentară 2, vezi mai jos ), deși mai multe haine au prezentat o prevalență largă și modele de transport relativ bogate 6 7. În schimb, așa cum sa sugerat în studiile individualizate 2, 3, 5, 8, 9, fiecare mediu corporal din aproape fiecare subiect a fost caracterizat de unul sau mai mulți taxoni de semnătură care formează o pluralitate de comunități (Figura 3). Îmbrăcămintea semnată la nivelul genului a fost în medie de 17% la 84% din habitatele corpului respectiv, au fost complet absente în unele comunități (0% la acest nivel de detectare), iar în altele au reprezentat întreaga populație (100%). În special, taxonii mai puțin dominanți au fost, de asemenea, foarte personalizați, atât în ​​rândul indivizilor, cât și în habitatele corpului; de exemplu, streptococii predomină în cavitatea bucală în majoritatea habitatelor, dar sunt urmăriți abundent de Haemophilus în mucoasa bucală, Actinomyces în placa supragingivală și Prevotella în placa subgingivală imediat adiacentă (dar cu oxigen scăzut) 10 .

A, b, barele verticale reprezintă probe de microbiomi în conformitate cu biotopul corpului în șapte locații, atât cu date 16S cât și 16S despre pușcă; Barele indică cantitatea relativă colorată cu flaconul microbian OTU ( A ) și module metabolice ( b ). Legenda indică numărul mediu al celor mai comune filuri/căi din unul sau mai multe habitate ale corpului; RC, canelură retroauriculară. Pluralitatea majorității membrilor comunității constă dintr-o singură tulpină dominantă (și adesea un gen; vezi Figura 2 suplimentară), dar acest lucru nu este universal pentru toate habitatele corpului sau pentru toți indivizii. Dimpotrivă, majoritatea căilor metabolice sunt distribuite uniform și predomină atât în ​​habitatele individuale, cât și în cele corporale.

Imagine la dimensiune completă

  • Descărcați un diapozitiv PowerPoint

A - c, Prevalența (intensitatea, culoarea care indică tulpina/clasa) și abundența, dacă există (dimensiunea) secțiunilor într-un microbiom sănătos. Sunt enumerate cele mai abundente specii identificate metagenomic ( A ), Genuri identificate 16S ( b ) și PATRIC 12 agenți patogeni (metagenomici) ( c ). d, e, Mărimea populației și profunzimea secvențierii HMP au definit bine microbiomul la toate locurile corpului examinate, determinate de saturația configurațiilor metabolice adăugate în comunitate (raritatea beta-diversității minime Bray-Curtis a claselor de enzime metagenomice până la cel mai apropiat vecin, interval interquartil peste 100 probe) d ) și configurații filogenetice (distanța minimă ponderată a UniFrac până la cel mai apropiat vecin 16S OTU) ( e ).

Imagine la dimensiune completă

  • Descărcați un diapozitiv PowerPoint

Transportul microbilor specifici

Imagine la dimensiune completă

  • Descărcați un diapozitiv PowerPoint

Metabolismul și funcția microbilor

În plus, ca prim studiu care a inclus date de genă marker, precum și date metagenomice asupra habitatelor corpului dintr-o populație umană mare, am evaluat ecologia căilor metabolice și funcționale microbiene în aceste comunități. Am reconstituit reprezentarea relativă a căilor în metagenomii comunitari 22, care au fost mult mai constanți și mai diferiți decât în ​​organisme (Fig. 2b, vezi și Fig. 1), ceea ce confirmă ca proprietate ecologică a întregului microbiom uman 2. Pentru prima dată, am putut determina, de asemenea, că diversitatea alfa taxonomică și funcțională în comunitățile microbiene se corelează semnificativ (inversul lui Spearman al lui Simpson r = 0, 60, P = 3, 6 × 10 −67, n = 661), acesta din urmă în un interval mai prescris. configurații comunitare (Figura 5 suplimentară).

Corelații cu fenotipul gazdei

A - d, abundența de căi și mituri asociate cel mai semnificativ (toate FDR q 1, deși trebuie să includă și controale interne atent adaptate. Unicitatea microbiomului fiecărei persoane în această populație de referință sugerează că propunerile viitoare din cadrul entităților ar trebui luate în considerare pe cât posibil în studiile viitoare Combinarea orașului Praga cu datele organizaționale și funcționale din habitatele corpului, care include profilarea 16S și metagenomică, împreună cu caracterizarea detaliată a fiecărui subiect, ne-au permis, noi și altor studii, să ne îndepărtăm de observarea variabilității în microbiomul uman pentru a ne întreba cum și de ce aceste comunități microbiene sunt foarte diferite.

Rămân multe detalii pentru lucrări ulterioare privind finalizarea pe baza acestui studiu de referință. Cum diferă colonizarea timpurie și schimbările pe tot parcursul vieții între habitatele corpului? Modelele epidemiologice ale transmiterii benefice sau inofensive a microbilor reflectă transmiterea patogenilor? Ce apariții comune între microbi reflectă un răspuns comun la mediu, spre deosebire de interacțiunile competitive sau reciproce? Cât de mare joacă rolul imunității sau geneticii gazdei în modelarea modelelor de diversitate și cum se compară modelele observate în această populație din America de Nord cu cele din întreaga lume? Studiile viitoare bazate pe cataloagele de gene și organisme create de Proiectul Microbiomului Uman, inclusiv un studiu din ce în ce mai detaliat al metatranscrierilor și metaproteomilor, vor ajuta la descoperirea acestor întrebări deschise și ne vor permite să înțelegem mai bine legăturile dintre microbiomul uman, sănătate și boală.

Rezumatul metodelor

Probele de microbiomi au fost prelevate de la până la 18 locații ale corpului la unul sau două puncte de timp de la 242 de persoane care au fost examinate clinic pentru absența bolii (K. Aagaard și colab., Manuscris prezentat) Probele au fost supuse pirozecvențării genelor de ARN ribozomal 16S (454 Științe ale vieții) și un subset a fost secvențiat cu puști pentru metagenomică folosind platforma Illumina GAIIx 1. Prelucrarea datelor 16S și estimările diversității au fost efectuate folosind QIIME 23, iar datele metagenomice au fost profilate taxonomic cu MetaPhlAn 11, profilate metabolic cu HUMAnN 22 și compilate pentru adnotarea genelor și gruparea într-un catalog unic 1. Potențialii agenți patogeni au fost identificați utilizând baza de date PATRIC 12, izolând adnotările genomului de referință derivate din KEGG 24 și cartografierea genomului de referință de către BWA 25 la un set redus de genomi cu care citirile scurte ar putea fi comparate 26. Asocierile microbiene au fost evaluate folosind măsuri de similaritate care iau în considerare compoziția 21, iar testarea asocierii fenotipice a fost efectuată în R. Toate datele și detaliile suplimentare ale protocolului sunt disponibile la //hmpdacc.org. Acest document este furnizat în informațiile suplimentare.

Informatii suplimentare

Fișiere PDF

Informatii suplimentare

Acest fișier conține metode suplimentare, discuții suplimentare, figuri suplimentare 1-5, tabelul 1 suplimentar și linkuri suplimentare - consultați cuprinsul pentru mai multe detalii. Acest fișier a fost înlocuit la 26 iunie 2012 pentru a corecta titlul figurii suplimentare 4.

Fișiere ZIP

Tabelele suplimentare

Acest fișier zip conține tabele suplimentare 2 și 3.

Comentarii

Prin trimiterea unui comentariu, sunteți de acord să respectați Termenii și condițiile și Regulile comunității. Dacă găsiți ceva jignitor sau nu respectați termenii sau liniile directoare, marcați-l ca fiind nepotrivit.