Ученые разработали новый метод отбора проб бактерий кишечника
Ученые из Института Форсайта, Массачусетской больницы общего профиля и Гарвардской школы общественного здравоохранения разработали новый протокол сбора образцов слюны и стула для геномного и транскриптомного анализа. Этот метод устраняет необходимость в специальном персонале и оборудовании, сохраняя целостность образца, и позволяет получить важные данные о генетическом составе микробиома пищеварительного тракта и бактериях, связанных с целиакией, раком полости рта, пародонтитом и ожирением.
Исследование "Relating the metatranscriptome and metagenome of the human gut" будет опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences и станет доступно онлайн на неделе 19 мая. Техника упрощает участие для испытуемых, что открывает возможности для лонгитюдных и масштабных исследований, не ограниченных географически.
Суть метода и его значение
Для крупных исследований взаимодействия человека и бактерий обычно требуется посещение клиник для сбора проб, что непрактично. Чтобы решить эту проблему, команда разработала протокол, позволяющий участникам собирать образцы микробиома дома и отправлять их в лаборатории для комплексного молекулярного анализа. Состав микробных видов, генов и транскриптов генов был согласован во всех образцах, несмотря на разные методы отбора.
Доктор Жак Изар из Института Форсайта разработал выбор фиксаторов и протокол отбора проб в сотрудничестве с доктором Кертисом Хаттенхауэром (Гарвард) и доктором Эндрю Чаном (Массачусетская больница).
"Мы подтвердили выводы проекта "Микробиом человека", показав, что генетическое разнообразие ниже, чем бактериальное разнообразие в образце", — сказал доктор Изар. — "Наш совместный коллектив продемонстрировал, что мы можем анализировать самостоятельно собранные и отправленные по почте образцы, что открывает возможности для открытия будущих биологических маркеров".
"В этой работе мы демонстрируем осуществимость самостоятельного сбора образцов участниками дома. Масштабирование этого сбора для более крупной когорты представляет собой прекрасную возможность для изучения микробиома как фактора риска множества хронических заболеваний", — добавил доктор Чан.
Обзор исследования
Хотя состав микробиома человека теперь хорошо изучен, о более чем восьми миллионах генов микробиоты и их регуляции известно мало. Этот проект демонстрирует репрезентативность самостоятельно собранных и отправленных образцов слюны и стула в метагеномных и метатранскриптомных анализах микробиома.
Это одно из первых исследований микробиома человека в хорошо фенотипированной проспективной когорте, включающее таксономический, метагеномный и метатранскриптомный профилирование в нескольких участках тела с использованием самостоятельно собранных образцов.
Ключевые выводы:
- Образцы стула и слюны от восьми здоровых испытуемых показали высокую согласованность внутри одного субъекта по обилию микробных видов, генов и транскриптов при разных методах отбора. Лишь небольшая доля транскриптов (<5%) показала вариацию между методами.
- Исследование выявило подмножество обильных оральных микробов, которые регулярно выживают при транзите в кишечник, но имеют там минимальную транскрипционную активность.
- Систематическое сравнение метагенома и метатранскриптома кишечника показало, что существенная доля (41%) микробных транскриптов не регулировалась дифференциально относительно их геномного обилия.
- Среди остальных постоянно недоэкспрессируемыми путями были споруляция и биосинтез аминокислот, тогда как к повышенной регуляции относились биогенез рибосом и метаногенез.
- Метатранскриптомные профили были значительно более индивидуализированными, чем функциональные профили на уровне ДНК, но менее изменчивыми, чем микробный состав, что указывает на специфичное для субъекта регуляторное состояние всего сообщества.