人類腸道微生物分離群資料庫建立

2020-11-22 科學網

人類腸道微生物分離群資料庫建立

作者：

小柯機器人

發布時間：2019/9/3 12:27:42

麻省理工學院和哈佛大學的布羅德研究所E. J. Alm和R. J. Xavier課題組合作，建立了與縱向多組學數據相結合的人類腸道細菌分離群資料庫。這一資料庫的建立加快了機制微生物組研究。相關成果2019年9月2日在線發表在國際學術期刊《自然—醫學》上。

研究人員提出了開放微生物組庫（BIO-ML）的概念，這是一個包括7,758個腸道細菌分離群的一個綜合的資料庫，並配有3,632個基因組序列和縱向多組學數據。研究表明，微生物物種在人類內部和人類之間維持穩定的種群規模，並且使用平均數超過幾天的樣品會使常用的「組學」調查方法更可靠。人體內腸道代謝物隨時間的變化與胺基酸水平有關，個體間差異與膽汁酸的差異有關。最後，結果表明基因組多樣化可用於推斷個體內菌株的生態進化動力學和體內菌株選擇壓力。BIO-ML是一種獨特的資源，旨在實現對假設驅動的微生物組的研究。

據了解，他們對於腸道微生物群如何與其人類宿主相互作用的理解受限於對縱向數據集的有限訪問，因此不能正常檢查其穩定性和動態性，也受限於有限的用來檢測機制假設的微生物分離群。

附：英文原文

Title: A library of human gut bacterial isolates paired with longitudinal multiomics data enables mechanistic microbiome research

Author: M. Poyet, M. Groussin, S. M. Gibbons, J. Avila-Pacheco, X. Jiang, S. M. Kearney, A. R. Perrotta, B. Berdy, S. Zhao, T. D. Lieberman, P. K. Swanson, M. Smith, S. Roesemann, J. E. Alexander, S. A. Rich, J. Livny, H. Vlamakis, C. Clish, K. Bullock, A. Deik, J. Scott, K. A. Pierce, R. J. Xavier, E. J. Alm

Issue&Volume: 2019-09-02

Abstract: Our understanding of how the gut microbiome interacts with its human host has been restrained by limited access to longitudinal datasets to examine stability and dynamics, and by having only a few isolates to test mechanistic hypotheses. Here, we present the Broad Institute-OpenBiome Microbiome Library (BIO-ML), a comprehensive collection of 7,758 gut bacterial isolates paired with 3,632 genome sequences and longitudinal multi-omics data. We show that microbial species maintain stable population sizes within and across humans and that commonly used omics survey methods are more reliable when using averages over multiple days of sampling. Variation of gut metabolites within people over time is associated with amino acid levels, and differences across people are associated with differences in bile acids. Finally, we show that genomic diversification can be used to infer eco-evolutionary dynamics and in vivo selection pressures for strains within individuals. The BIO-ML is a unique resource designed to enable hypothesis-driven microbiome research.

DOI: 10.1038/s41591-019-0559-3

Source:https://www.nature.com/articles/s41591-019-0559-3

相關焦點

  • 腸道微生物常用代謝資料庫簡介
    腸道微生物產生的代謝產物直接與宿主發生相互作用，調控宿主體內的穩態，影響宿主的各種健康問題，例如糖尿病、心臟病，甚至上升到神經系統中，與抑鬱密切相關
  • 腸道菌群資料庫——gutMEGA分享
    不知從何時起，「遇事不決，量子力學；機制難尋，腸道菌群」這句話開始廣為流傳，根據近十年的研究文章結果來看，一直被人類忽視的腸道菌群的功能逐漸被大家認識到
  • 愛米基因攜手華潤江中建立國人腸道微生物資料庫 推動疾病檢測和...
    原標題：愛米基因攜手華潤江中建立國人腸道微生物資料庫，推動疾病檢測和新藥研發 　　近日，愛米基因與華潤江中在深圳籤署戰略合作協議，雙方將在人腸道微生物基因組檢測領域開展密切合作
  • 科學家創建首個腸道病毒資料庫 可鑑定出33000多個獨特病毒種群
    俄亥俄州立大學的研究人員創建了首個已知有關人類腸道中的病毒種群的目錄，該資料庫被稱為腸道病毒資料庫。這項研究表明，每個人的腸道病毒種群就像他們的指紋一樣獨特。腸道微生物組已成為過去幾年研究的主要焦點，因為生活在消化系統中的數萬億微生物被發現在維持人類健康方面發揮著關鍵作用。我們腸道中的這些生物絕大多數是細菌，但腸道微生物組不僅僅是大量的細菌，它還包括寄生蟲、真菌和病毒。
  • NAR | GMrepo：人類腸道宏基因組資料庫
    對收錄的樣品進行質控，分類注釋和豐度計算，最後將這些信息網頁可視化，以便用戶查詢和重利用人類腸道微生物數據。目前可查詢的表型包括年齡、性別、國家、BMI和近期抗生素使用情況等，用戶還可以通過 GMrepo 獲得預先計算好的物種豐度、表型內和表型間的流行度以及菌株共現網絡等信息。
  • LC-MS代謝組學對阿爾茨海默病腸道微生物資料庫全面研究
    腸道微生物在宿主健康中起著重要的作用，與很多疾病（如癌症、糖尿病、肥胖、神經發育障礙等）的發生發展有密切的關係，寄主和共生腸道微生物在食物和異物物質的代謝過程中共同產生大量的代謝物。腸道微生物的種類以及功能的不同會對存在於宿主的體液以及組織中的小分子代謝物的種類和數量產生重要的影響。
  • 微生物菌株的個體鑲嵌從母體轉移到嬰兒腸道
    腸道中的微生物群落-也稱為腸道微生物組-對人類的消化，代謝和對病原體定植的抵抗力至關重要。嬰兒和幼兒的腸道微生物組組成在生命的頭三年中會發生很大變化。但是這些微生物首先來自何處?長期以來，科學家們已經能夠分析500種至1000種主要有益影響的細菌種類的腸道微生物組。直到最近，他們才能夠使用強大的基因組工具和可分析大量遺傳數據的超級計算機來識別單個物種中的單個菌株。
  • 腸道微生物與健康
    研究者們從腸道微生物方面找到了支持這一說法的新證據：飲食可以改變腸道中的微生物群，而越來越多的研究表明，腸道微生物與各種疾病的聯繫緊密。那是不是意味著我們可以通過操縱這些微生物群，來治療某些疾病。哈佛大學的一項研究表明，在一天之內，飲食可以改變腸道中的微生物群——特別是那些耐受膽汁的微生物，也會改變腸道細菌所表達的的基因類型。
  • 腸道微生物對睡眠調節中的影響
    最近有人研究了腸道微生物群對睡眠的影響，這項研究由日本筑波大學研究人員進行，揭示了細菌怎麼改變腸道的環境和菌群，從而影響睡眠等行為。該研究的主要作者，柳澤正史教授說：「我們發現微生物的消耗消除了腸道中的血清素，我們知道大腦中的血清素水平會影響睡眠-覺醒周期。」 「因此，通過改變飲食來改變腸道中的哪些微生物有可能幫助那些睡眠困難的人。」這項新的研究建立在先前工作的堅實基礎上，該工作建立了認知和大腦發育要素與腸道微生物健康和新陳代謝之間的緊密聯繫。該研究發表在《科學報告》上。
  • 解密|腸道菌群與健康長壽|腸道菌群|微生物|益生菌|解密|長壽|疾病...
    根據相關研究，影響人類壽命的因素至少包括：遺傳因素如線粒體狀態、染色體穩定性、端粒長短、疾病、幹細胞活性；環境因素如腸道微生物、飲食、運動、空氣品質以及生活環境；其他因素如情緒壓力、社交愛情、目標成就、投入預防等等。
  • 科學:腸道微生物與過敏
    隨著科學對腸道微生物日益深入的研究，腸道微生物與健康的關係越來越受到人們的關注，特別是腸道微生物與過敏的關係。早在2016年，《科學》和《自然》兩大頂尖雜誌就對這方面的研究制定專刊，可想而知其重要性。說到環境因素，不得不讓人想到我們周圍的環境，社會不斷的發展，我們生產越來越多種類的食物，食物的改變勢必影響腸道微生物的多樣性；而有毒有害的物質更是升高過敏發生的機率。腸道微生物是環境因素的重要組成部分。以往我們應對過敏性疾病的手段有限，只是在病發時服用一些抗過敏的藥物，完全不能避免過敏反應的發生，從根本上解決問題。而對腸道微生物的研究便有望解決這一問題。
  • ​36氪首發 | 聚焦基因修飾的腸道微生物與代謝類疾病研究,「一...
    36氪獲悉，專注於提供腸道微生物領域解決方案的生物科技公司「一兮生物」已完成了千萬級天使輪融資，投資方為薪資通聯合創始人王鑫。接下來，「一兮生物」將聚焦於通過腸道微生物與人體健康機制的研究，腸道微生態與腸道免疫微環境互作機制及疾病幹預策略的研究，研發用於解決腸道微生物相關疾病的替代治療方案、合成生物菌株和藥物。
  • 腸道微生物與宿主共同進化
    受飲食影響腸道微生物群落與它們的宿主共同進化。你應該感謝生活在你腸道中的眾多微生物。根據研究人員披露，這些微生物是與我們曾經食肉的祖先一起進化而來的，並賦予了它們承受進食植物對消化系統所形成的挑戰。Ruth Ley及其同事對居住在60種不同的哺乳類動物的腸道中的微生物品種進行了比較後發現，這些微生物群落與它們的宿主是共同進化的，並且受到宿主食物的強烈影響。
  • 來自人類腸道微生物組的204,938個參考基因組集
    文獻速遞本篇文章整合了 2019 年發表的 5 篇腸道微生物基因組的文章的數據得到一個全面非冗餘的人腸道微生物基因組資料庫Published: 2020-07-20研究背景人類腸道微生物與人類健康和疾病息息相關，但是目前缺少具有足夠微生物多樣性的參考資料庫。
  • 健康的人類微生物組|微生物群|腸道菌群|人類|健康|細菌|植物|...
    隨著資料庫的完善和技術的進步，目前16s尤其是在腸道菌群方面解析度也已經達到很高了，種方面能達到70%以上，40%左右能分到菌株。而且腸道菌群檢測遠不是檢出了每種菌的含量，還需要大規模人群隊列和疾病樣本的訓練以及模型構建，因此16s有其標準化和相對適合的成本，在腸道菌群中還是首選的方案。
  • 環境和飲食與腸道微生物的關係
    （圖片來源：Robert Pringle）近年來，微生物領域研究發展迅速，提出了有關人類和動物體內微生物的新知識和新問題。一項新的研究通過使用DNA分析來研究飲食、環境和微生物之間的關係，對這一領域的基礎知識進行了補充。
  • 向寄生蟲學習：鉤在腸道的給藥系統登Science子刊封面
    人類健康、疾病和對各種線索和治療的生理反應中發揮著關鍵作用；② 可通過以下網址免費訪問MASI（http://www.aiddlab.com/MASI），它目前涵蓋11215個細菌-藥物，914個細菌-草本物質，309個細菌-飲食成分，753個細菌-環境化學相互作用；③ MASI以及其他已建立的菌群資料庫共同為相關信息提供有用的資源
  • 腸道微生物與癌症的關係,超出你想像
    圖片：人類微生物組。到三歲時，複雜的腸道微生物環境就已經建立並且穩定了。但是在整個生命中它都會被改變，最關鍵的影響因素是飲食和抗生素，比如膳食纖維會有利於腸道益生菌的生長，而抗生素則會破壞腸道菌群的生態穩定，引發疾病。 腸道微生物與免疫的關係 腸道與免疫的關係千絲萬縷。
  • 腸道微生物與腫瘤的關係,超出你的想像
    實際上腸道菌群的功能遠不止這個： 1、腸道微生物與宿主共同進化； 2、腸道菌群與宿主共同進化，並對宿主各種的病理生理反應產生了深遠的影響，參與機體代謝、營養和免疫等重要生理過程,尤其是免疫系統的發育和成熟。
  • 腸道微生物在「作怪」
    許多口服藥物會被人體腸道微生物改變，進而影響患者的治療效果。而個體對於口服藥物的治療反應也存在著巨大差異。這揭示了腸道微生物群對於藥物反應差異性的影響，但其背後的作用機制一直不甚明確。這種方法使我們能夠對微生物對藥物代謝的貢獻有一個整體的、更現實的看法。」研究小組使用這種方法來評估腸道菌群對市面上數百種常用藥物的影響。腸道是藥丸和液體藥物被人體吸收的主要部位。研究人員發現了57例腸道細菌可以改變現有的口服藥物。其中80%以前沒有報導過，這強調該方法揭示未知藥物和微生物相互作用的潛力。