Американские ученые применили новый метод всестороннего анализа микробиома полости рта человека, который позволяет получить больше знаний о разнообразии бактерий.
Согласно данным нового исследования Национальной академии наук ученые впервые могут предоставить подробную классификацию бактерий на уровне подвидов.
Исследование позволит ученым более тесно изучить роль и влияние бактериальных сообществ на состояние здоровья человека.
Гэри Бориси, кандидат наук, старший научный сотрудник в отделе микробиологии в институте Forsyth в Кембридже, штат Массачусетс, совместно с А. Мурат Эрен, кандидатом наук, и Джессикой Л. Марк Уэлч, кандидатом наук, занимался данным вопросом в Морской биологической лаборатории в Вудс-Холе, штат Массачусетс.
Тело человека, в том числе и полость рта, является местом жительства разнообразных микроорганизмов. "На самом деле в человеческом организме в 10 раз больше бактериальных клеток, чем собственно человеческих", - отметили исследователи. В природе бактерии живут в многовидовых бактериальных сообществах, в которых клетки находятся в непосредственной близости друг от друга и могут обмениваться продуктами метаболизма.
"Очень важно знать, кто живет в подобном сообществе, чтобы понять, как они все вместе функционируют", - заявил Гэри Бориси в пресс-релизе. "Теперь у нас есть возможность по-настоящему классифицировать бактерии и узнать, какие отличительные виды находятся в таких сообществах".
Обзор исследования
Данный проект, являющийся инициативой Национального Института Здоровья, произвел перепись бактериальных популяций из 18 участков тела у более чем 200 здоровых людей. ДНК в этих образцах секвенировали из гена в бактериях, который кодирует рибосомную РНК, так называемый ген 16S рРНК или ген 16S. Данный ген служит "штрих-кодом" для идентификации микроорганизма.
Хотя проект стал прорывом в своей области, интерпретация огромного количества полученных штрих-кодов и различение действительных шрих-кодов от ошибок было проблемой. В то время как общая практика была призвана собрать вместе все штрих-коды и сгруппировать их, был риск случайного учета ненужных видов, таких как патогены.
"На почте знают мое имя и адрес", - объясняет Гэри Бориси, - "но представьте, как бы они реагировали на получение письма (без адреса) для Борисии, Бариси или Бэриси. Это опечатка или действительное отличие? Такая же проблема и в случае со штрих-кодами ".
Новый метод решает данную проблему путем оценки отдельных позиций в штрих-коде с помощью энтропии Шеннона для идентификации наиболее информационно богатых позиций нуклеотида. Команда применил этот метод для всестороннего анализа микробиома полости рта.
Используя данные последовательности гена 16S рРНК в девяти местах полости рта, команда определила более 300 олиготипов. Они связали данные олиготипы с названиями таксонов, сравнивая их с Базой данных микробиома полости рта. Ученые обнаружили близкородственные олиготипы, иногда отличающиеся всего лишь одним нуклеотидом, которые показали совершенно разное распределение в разных местах полости рта и у разных людей.
Многие олиготипы были характерны только для определенного места. Некоторые преимущественно находились в местах зубного налета, другие в десне или щеке, а некоторые были характерны только для горла, миндалин, языка, неба и слюны. Различное распределение обитания близкородственных олиготипов выявляет ранее не определенный уровень экологического и функционального биоразнообразия.
Подход энтропии Шеннона имеет потенциал для анализа целого микробиома, дифференциации близкородственных, но все же различных таксонов, и, в сочетании с анализом среды обитания, обеспечивает глубокое понимание микробных сообществ у здоровых и больных людей, как заключили исследователи.
По материалам www.drbicuspid.com
