разнообразието

  • елементи
  • абстрактно
  • Основното
  • Микробно разнообразие на здрави хора
  • Транспорт на специфични микроби
  • Метаболизъм и функция на микробите
  • Корелации с фенотипа гостоприемник
  • заключения
  • Обобщение на методите
  • Допълнителна информация
  • PDF файлове
  • Допълнителна информация
  • ZIP файлове
  • Допълнителни таблици
  • Коментари

елементи

  • биоразнообразие
  • метагеномика
  • микробиом

абстрактно

Основното

Микробно разнообразие на здрави хора

Изображение в пълен размер

  • Изтеглете слайд на PowerPoint

За разлика от няколко пътища (Фиг. 2 и Допълнителна Фиг. 2, виж по-долу), не се наблюдава, че те обикновено присъстват сред всички телесни местообитания и индивиди на дълбочината на секвениране (Фиг. 2 и Допълнителна Фигура 2, виж по-долу ), въпреки че няколко облекла показаха широко разпространение и относително богати транспортни модели 6 7. Вместо това, както се предлага в индивидуализираните проучвания 2, 3, 5, 8, 9, всяка телесна среда в почти всеки субект се характеризира с един или повече таксони с подпис, които образуват множество общности (Фигура 3). Подредените подписи на ниво род са средно от 17% до 84% от техните съответни телесни местообитания, напълно липсват в някои общности (0% при това ниво на откриване), а в други представляват цялата популация (100%). По-специално, по-малко доминиращите таксони също са силно персонализирани, както сред индивидите, така и в телесните местообитания; например стрептококите преобладават в устната кухина в повечето местообитания, но обилно са последвани от хемофилус в устната лигавица, Actinomyces в наддеснева плака и Prevotella в непосредствено съседната (но с ниско съдържание на кислород) субгингивална плака 10 .

а, б, вертикалните стълбове представляват проби от микробиом според биотопа на тялото на седем места с данни за пушка 16S и 16S; Лентите показват относителното количество, оцветено с микробен флакон OTU ( а ) и метаболитни модули ( б ). Легендата показва средния брой на най-често срещаните фил/пътища в едно или повече местообитания на тялото; RC, ретроаурикуларен жлеб. Множеството от повечето членове на общността се състои от един доминиращ щам (и често род; вж. Допълнителна фигура 2), но това не е универсално за всички местообитания на тялото или за всички индивиди. Напротив, повечето метаболитни пътища са разпределени равномерно и преобладават както в индивидуалните, така и в телесните местообитания.

Изображение в пълен размер

  • Изтеглете слайд на PowerPoint

а - ° С, Разпространение (интензивност, цвят, показващ щам/клас) и изобилие, ако е налице (размер) на разрезите в здрав микробиом. Изброени са най-разпространените метагеномично идентифицирани видове ( а ), 16S-идентифицирани родове ( б ) и PATRIC 12 патогени (метагеномни) ( ° С ). д, д, Размерът на популацията и дълбочината на секвениране на HMP дефинират добре микробиома на всички изследвани места на тялото, както се определя чрез насищане на добавени метаболитни конфигурации в общността (рядкост на минималното бета-разнообразие на Bray-Curtis на метагеномните ензимни класове до най-близкия съсед, интерквартилен диапазон над 100 проби) ( д ) и филогенетични конфигурации (минимално претеглено разстояние на UniFrac до най-близкия съсед 16S OTU) ( д ).

Изображение в пълен размер

  • Изтеглете слайд на PowerPoint

Транспорт на специфични микроби

Изображение в пълен размер

  • Изтеглете слайд на PowerPoint

Метаболизъм и функция на микробите

Освен това, като първото проучване, което включва данни за маркерни гени, както и метагеномни данни за телесни местообитания от голяма човешка популация, ние оценихме екологията на микробните метаболитни и функционални пътища в тези общности. Реконструирахме относителното представяне на пътищата в метагеномите на общността 22, които бяха много по-постоянни и равномерно разнообразни, отколкото в организмите (фиг. 2б, виж също фиг. 1), което потвърждава като екологично свойство на целия човешки микробиом 2. За първи път успяхме също така да определим, че таксономичното и функционалното алфа разнообразие в микробните общности корелира значително (r = 0, 60, P = 3, 6 × 10 −67, n = 661), обратно на Симпсън на Спиърман, последното в по-предписан диапазон. конфигурации на общността (допълнителна фигура 5).

Корелации с фенотипа гостоприемник

а - д, изобилие от пътища и митове, свързани най-съществено (всички FDR q 1, въпреки че те трябва да включват и внимателно съобразени вътрешни контроли. Уникалността на микробиома на всеки индивид в тази референтна популация предполага, че бъдещите предложения в рамките на обектите трябва да бъдат разгледани, доколкото е възможно, в бъдещи изследвания Комбинацията от град Прага с организационни и функционални данни в телесни местообитания, която включва 16S и метагеномно профилиране, заедно с подробна характеристика на всеки предмет, позволи на нас и други изследвания да се отдалечим от наблюдението на променливостта в човешкия микробиом, за да попитаме как и защо тези микробни общности са много различни.

Все още има много подробности за по-нататъшната работа по завършването въз основа на това референтно проучване. Как се различават ранните колонизация и промените през целия живот между местообитанията на тялото? Отразяват ли епидемиологичните модели на полезно или безвредно предаване на микроби предаване на патогени? Кои често срещани явления между микробите отразяват обща реакция на околната среда за разлика от конкурентни или взаимни взаимодействия? Колко голяма роля играе имунитетът на домакините или генетиката при формирането на модели на разнообразие и как моделите, наблюдавани в това население на Северна Америка, се сравняват с тези по света? Бъдещи проучвания, базирани на каталози на гени и организми, създадени от Проекта за човешки микробиоми, включително все по-подробно проучване на метатранскрипти и метапротеоми, ще помогнат за разкриването на тези отворени въпроси и ще ни позволят да разберем по-добре връзките между човешкия микробиом, здравето и болестите.

Обобщение на методите

Взети са проби от микробиоми от до 18 места на тялото в един или два времеви момента от 242 индивида, които са били клинично изследвани за отсъствие на заболяване (K. Aagaard et al., Представен ръкопис). Пробите бяха подложени на пиросеквениране на 16S рибозомни РНК гени (454 Life Sciences) и подгрупа беше секвенирана с пушки за метагеномика, използвайки платформата Illumina GAIIx 1. Обработката на данни 16S и оценките на разнообразието бяха извършени с помощта на QIIME 23 и метагеномните данни бяха таксономично профилирани с MetaPhlAn 11, метаболитно профилирани с HUMAnN 22 и съставени за анотиране на гени и групиране в уникален каталог 1. Потенциалните патогени бяха идентифицирани с помощта на базата данни PATRIC 12, изолирайки анотации на референтен геном, получени от KEGG 24, и картографиране на референтни геноми чрез BWA 25 към намален набор от геноми, спрямо които могат да се сравнят кратки показания Микробните асоциации бяха оценени с помощта на мерки за сходство, които отчитат състав 21, и беше проведено тестване на фенотипна асоциация в R. Всички данни и допълнителни подробности за протокола са достъпни на //hmpdacc.org. Този документ е даден в допълнителната информация.

Допълнителна информация

PDF файлове

Допълнителна информация

Този файл съдържа допълнителни методи, допълнителна дискусия, допълнителни фигури 1-5, допълнителна таблица 1 и допълнителни връзки - вижте съдържанието за повече подробности. Този файл беше заменен на 26 юни 2012 г., за да коригира заглавието на допълнителна фигура 4.

ZIP файлове

Допълнителни таблици

Този zip файл съдържа допълнителни таблици 2 и 3.

Коментари

Изпращайки коментар, вие се съгласявате да спазвате нашите Общи условия и насоки на общността. Ако откриете нещо обидно или несъвместимо с нашите условия или насоки, означете го като неподходящо.