Биологи из Технического университета Дании, благодаря разработанному ими принципу анализа генетических данных, выявили в составе человеческой кишечной микрофлоры свыше полутысячи ранее неизвестных бактерий, а также около 800 новых бактериофагов. Ученые уверены, что более полные представления о микробиоме кишечника могут значительно улучшить понимание природы таких заболеваний, как диабет 2 типа, астма, ожирение и других, а также помочь в поисках методов их терапии. Работа опубликована в журнале Nature Biotechnology.
Распространенный метод метагеномного анализа бактериальных сообществ основан на сопоставлении с референсными (средними, полученными при массовом обследовании) генетическими профилями. Однако видовое разнообразие микроорганизмов значительно превышает референсные значения. Для решения этой проблемы авторы разработали новый принцип анализа данных ДНК-секвенирования, названный ими «принципом совместной представленности» (co-abundance principle).
Метод основан на базовом допущении, что различные фрагменты ДНК одного и того же организма (совместно представленные генетические группы, CAGs), представлены в том же объеме в каждом отдельном метагеномном образце и этот показатель варьируется в сериях образцов. Такой принцип позволяет «собрать» геномы даже прежде неизвестных микроорганизмов в чрезвычайно сложных микробных сообществах, не прибегая к помощи референсных данных.
Авторы проверили метод на 396 образцах кишечных микробиомов и выявили почти семь с половиной тысяч CAGs. В итоге им удалось восстановить геномы более 500 ранее неизвестных кишечных бактерий. До сих пор были секвенированы геномы лишь порядка 200-300 микроорганизмов, живущих в кишечнике.
Кроме того, ученые обнаружили около 800 атакующих микроорганизмы вирусов, бактериофагов, также ранее неизвестных. В настоящее время они заняты выявлением их мишеней с тем, чтобы сделать возможным их использование в качестве альтернативных антибиотикам антимикробных агентов. Кроме того, исследователи сосредоточились на изучении совместных взаимодействий между кишечными бактериями, что потенциально может дать возможность разработки селективного методы терапии различных заболеваний. «В идеале мы могли бы добавлять или убирать специфическую бактерию из кишечника и положительно влиять таким образом на микрофлору», - считает один из авторов исследования Серен Брунак (Søren Brunak).
Стоит отметить, что в последние годы появилось много научных данных, предполагающих ключевую роль состава кишечной микрофлоры в патогенезе различных заболеваний. В частности, речь идет о болезни Крона, аутизме, ревматоидном артрите, рассеянном склерозе.
