腸内微生物群の機械的調査のためのメタボロミクスパイプライン

科学分野:

• 微生物学
• メタボロミクス
• システム生物学

背景:

• 腸内微生物はヒトの健康に重大な影響を及ぼし,がん免疫療法の反応から代謝疾患に至る状態に影響を与えます.
• 腸内微生物によって生成される化学相互作用,特に小分子を理解することは,宿主-微生物のつながりを明らかにするために不可欠です.
• 現在の分析ツールでは 無酸素の腸内微生物の 生化学分析を 高度かつ正確に行うことが困難です

研究 の 目的:

• 微生物に依存する代謝物の加速識別のための統合された質量スペクトロメトリパイプラインを開発する.
• ヒトの腸内微生物の 総合的なメタボロミックリソースを作成する.
• 微生物のフィロゲニー,代謝,宿主現象の関係を探求する.

主な方法:

• 微生物を中心に統合された質量スペクトロメトリーパイプラインの建設
• 腸内微生物の178種のメタボロミックプロファイリングと833種のメタボリットの比較
• 代謝経路の発見のための機械学習と比較ゲノミクスの応用.
• マウスの生物学的液体における微生物に依存する代謝物の検出と追跡

主要な成果:

• 178の腸内微生物株の代謝プロファイルが生成され,貴重な代謝学リソースを確立しました.
• 微生物のフィロゲニーと代謝能力の間の偏差を特定した.
• 機械学習を用いてバクテロイド属の新種の代謝を発見しました
• 比較ゲノミクスによる候補生化学経路の発見と,微生物代謝物の in vivo 追跡に成功した.

結論:

• 開発されたメタボロミクスパイプラインは,微生物代謝物の識別を大幅に加速します.
• この発見は,特にバクテロイドの微生物代謝とその宿主への化学的貢献について新しい洞察を提供します.
• この資源とパイプラインは 腸内微生物と宿主との相互作用を 特徴づける強力なツールです