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《Nature Methods》新工具:追溯腸道細(xì)菌起源

時間:2019/6/14閱讀:137
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深圳子科生物報道:由加州大學(xué)洛杉磯分校領(lǐng)導(dǎo)的研究小組開發(fā)出了一種更快、更準(zhǔn)確的方法來確定寄宿在人類體內(nèi)的細(xì)菌來自何處。從廣義上講,這個工具能推斷出任何微生物群的起源。

新工具被命名為“FEAST”,可以在短短幾個小時內(nèi)分析過去需要在幾天或幾周才能處理完的大量遺傳信息。該軟件可用于醫(yī)療保健、公共衛(wèi)生、環(huán)境研究和農(nóng)業(yè),研究結(jié)果發(fā)表在《Nature Methods》。

一個微生物群通常包含成百上千種微生物。微生物群隨處可見,從人類的消化道到為我們提供水源的湖泊和河流。組成這些群落的微生物可以來自周圍的環(huán)境,包括食物。

了解這些生物體來自何處以及如何形成群落,可以讓科學(xué)家更詳細(xì)地了未知的解影響人類健康的生態(tài)過程。研究人員開發(fā)這個項目,為醫(yī)生和科學(xué)家提供了一個更有效的工具來研究這些現(xiàn)象。

追源程序可以給出來自其他地方的微生物群的百分比。這在概念上與人口普查相似,人口普查揭示yi民人口來自哪些國家,以及每個群體占總?cè)丝诘陌俜直取?/p>

例如,對廚房柜臺樣本使用追源工具可以指示樣本中有多少來自人類,有多少來自食物,具體是哪種類型的食物。

有了這些信息,醫(yī)生就可以通過簡單分析微生物群來區(qū)分健康人和患有某種疾病的人。科學(xué)家可以使用這個工具來檢測水資源或食物供應(yīng)鏈中的污染。

該研究的主要研究人員Eran Halperin說:“微生物組與人體生理和健康的許多方面有關(guān)系,但是現(xiàn)階段仍處于研究早期,我們正在了解許多物種動態(tài)網(wǎng)絡(luò)的臨床意義,以及它們?nèi)绾蜗嗷プ饔谩?rdquo;

Halperin補充說:“微生物組數(shù)據(jù)擴大,這迅速增加了我們對微生物生命的不同功能和分布的認(rèn)識。然而,如此龐大和復(fù)雜的數(shù)據(jù)集帶來了統(tǒng)計和計算上的挑戰(zhàn)。”

研究人員說,與其他追源工具相比,F(xiàn)EAST的速度快了300倍,而且非常準(zhǔn)確。

此外,目前的工具只能分析較小的數(shù)據(jù)集,或者只針對被認(rèn)為是有害污染物的特定微生物。研究人員說,新工具可以處理更大的數(shù)據(jù)集,并提供更完整的微生物圖片,以及這些微生物來自何處。

研究人員通過對比先前發(fā)表的數(shù)據(jù)集,證實了FEAST的可行性。

例如,他們使用這個工具來確定廚房柜臺上微生物的類型,與以前分析相同數(shù)據(jù)集的工具相比,它提供了更多的細(xì)節(jié)。

他們還使用這個工具來比較剖宮產(chǎn)嬰兒的腸道微生物群和yin道產(chǎn)嬰兒的腸道微生物群。

加州大學(xué)洛杉磯分校計算機科學(xué)研究生、該研究的作者Liat Shenhav說:“我希望科學(xué)家們能利用FEAST來診斷與細(xì)菌有關(guān)的健康狀況。例如,如果一種特定的癌癥具有某種微生物特征,那么FEAST可能會被用于早期診斷。”

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