揭示了人类肠道微生物群中的蛋白质层次功能冗余性,使用超深度的元蛋白质组学
Leyuan Li1,2, Tong Wang3, Zhibin Ning2
1State Key Laboratory of Proteomics, Beijing Proteome Research Center, National Center for Protein Sciences (Beijing), Beijing Institute of Lifeomics, 102206, Beijing, China.
Nature communications
|June 10, 2023
概括
人类肠道微生物组在蛋白质层面表现出高度的功能冗余. 这个度量,蛋白质层次的功能冗余,对环境变化如炎症和异生菌敏感,与分类学多样性不同.
科学领域:
- 微生物组研究 微生物组研究
- 生态系统生态学生态学
- 蛋白质组学是指蛋白质组学
背景情况:
- 功能冗余对于生态系统的稳定性至关重要,因为在生态系统中,不同种类的物种执行类似的功能.
- 人类微生物组中的基因组级功能冗余已知,但表达的功能冗余仍然未得到量化.
- 甲型蛋白质组学提供了一种研究微生物组内表达功能的方法.
研究的目的:
- 开发和应用一种方法来量化人类肠道微生物群中的蛋白质层次功能冗余.
- 研究功能冗余,网络拓和环境因素之间的关系.
- 在检测微生物组变化时,将蛋白质组级功能冗余的灵敏度与分类学多样性的灵敏度进行比较.
主要方法:
- 利用超深度元蛋白组学来分析人类肠道微生物组中表达的蛋白质.
- 量化蛋白质层次的功能冗余 ([公式:参见文本]) 使用一种新的方法.
- 分析了人类肠道蛋白质分子内容网络的嵌套性 (taxa-function双部分图表).
主要成果:
- 在人类肠道蛋白质网络中证明了高蛋白质层次的功能冗余性和嵌套性.
- 发现网络拓和分类体之间的功能距离有助于高功能冗余.
- [公式:参见文本]指标,包括功能存在,丰富性和分类生物量,超过了多样性指数.
结论:
- 蛋白质层次的功能冗余是人类肠道微生物群的一个重要特性.
- 这种指标有效地检测微生物群对个性,生物地理,外来生物和疾病的反应.
- 肠道炎症和异生菌暴露显著减少蛋白质层次的功能冗余,而不会改变分类学多样性.
