Пищеварительный тракт человека является домом для тысяч различных штаммов бактерий. Многие из них полезны, в то время как другие способствуют проблемам со здоровьем, таким как воспалительное заболевание кишечника. Исследователи из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology) и Института Брода (Broad Institute) выявили и сохранили образцы почти 8 000 штаммов бактерий кишечника, а также выяснили их генетический и метаболический контекст. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Medicine.
Актуальность проблемы
Этот набор данных (BIO-ML) должен помочь пролить свет на динамику микробных популяций в кишечнике человека, а также помочь в разработке новых методов лечения различных заболеваний.
Материалы и методы исследования
В ходе исследования ученые собирали образцы стула примерно у 90 человек в течение двух лет, что позволило понять, как микробные популяции со временем изменяются. Это исследование было сосредоточено на жителях района Бостона.
Результаты научного исследования
Исследователи смогли выделить в общей сложности 7758 штаммов из шести основных типов бактерий, которые доминируют в желудочно-кишечном тракте человека. Для 3632 из этих штаммов исследователи секвенировали полные геномы, а также частичные геномы оставшихся штаммов.
Анализ того, как микробные популяции менялись с течением времени в пределах одного хозяина, позволил исследователям обнаружить некоторые новые взаимодействия между штаммами. В одном случае исследователи обнаружили три родственных штамма Bacteroides vulgatus, сосуществующих внутри хозяина, причем все они, по-видимому, отличались от одного штамма-предка внутри хозяина. В другом случае один штамм Turicibacter sanguinis полностью заменил родственный штамм того же вида почти за ночь.
Исследователи также измерили количество метаболитов и анализ показал, что изменения уровней аминокислот были тесно связаны с изменениями микробных популяций с течением времени у одного человека. Однако различия в составе популяций бактерий у разных людей были более тесно связаны с разным уровнем желчных кислот, которые помогают при пищеварении.
Исследователи не определили точно, что вызывает эти различия в уровнях аминокислот и желчных кислот, предположительно на них может повлиять рацион питания — связь, которую ученые надеются изучить в будущих исследованиях.
Авторы другого исследования установили, что желчные кислоты влияют на микробиом кишечника.
