Исследователи разрабатывают первый каталог генов, которые включают сообщество микробов в вагинальном микробиоме

microbiome
                Кредит: CC0 Public Domain

Исследователи Института геномных наук (IGS) Школы медицины Университета Мэриленда (UMSOM) создали первый каталог генов, которые составляют сообщество микробов, населяющих влагалище человека. Каталог, названный каталогом варезных генов человека (VIRGO), недавно был выпущен в качестве общедоступного ресурса, который может быть использован исследователями для более глубокого понимания роли вагинальных микроорганизмов в здоровье женщин и для потенциального развития в будущем. лечение определенных гинекологических заболеваний.
                                                                                       

Исследование IGS, описывающее развитие VIRGO и демонстрирующее его полезность в исследованиях, было опубликовано сегодня в Nature Communications.

«Ценность VIRGO заключается в том, что он функционирует как центральный репозиторий и как высоко масштабируемый инструмент для быстрой и точной характеристики вагинальных микробиомов», — сказал ведущий автор исследования Бинг Ма, доктор философии, научный сотрудник Департамента Микробиология и иммунология в Институте геномных наук (IGS) при УМСОМ. «VIRGO особенно полезен для пользователей с ограниченными вычислительными навыками, которые хотят анализировать большой объем данных секвенирования и имеют доступ к ограниченной вычислительной инфраструктуре».

Сообщество микробов (микробиота), которые населяют влагалище человека, играют критическую роль в здоровье и болезнях, но современные знания о генетическом и функциональном разнообразии микробиомов все еще ограничены. Ученые знают, что в оптимальных микробиомах влагалища чаще всего доминируют один или несколько видов Lactobacillus, включая Lactobacillus crispatus, L. gasseri и L. jensenii. Исследования показывают, что эти полезные бактерии производят большое количество молочной кислоты, что приводит к кислой среде, которая защищает от вредных инфекций. Исследователи стремятся узнать больше о том, как эти бактерии способствуют здоровью и болезням женщины.

VIRGO может способствовать достижению этой цели с помощью почти 1 миллиона генов в каталоге, каждый из которых помечен названием бактерии, которая его несет, и своей функцией, предоставляя состав и функциональные характеристики вагинальных микробиомов. По оценкам исследователей, VIRGO содержит более 95 процентов всех генов, обнаруженных в вагинальных микробиомах. ДЕВА, таким образом, является всеобъемлющей, и исследовательская группа показала, что она применима к населению из Северной Америки, Африки и Азии. В конечном счете, VIRGO и связанные с ним аналитические рамки будут способствовать и стандартизировать анализ и интерпретацию больших наборов метагеномных и мета-транскриптомных данных. VIRGO и связанные с ним файлы бесплатно доступны на этом сайте.

Ресурс был создан с использованием комбинации метагеномов, секвенированных в IGS, и геномов урогенитального бактериального изолята, частично загруженных из общедоступных репозиториев. Секвенирование проводилось с помощью Maryland Genomics, которая является частью IGS и состоит из Центра геномных ресурсов (GRC), Центра информационных ресурсов (IRC) и Лаборатории обслуживания микробиомов (MSL). Инновационные аналитические стратегии были применены для разработки VIRGO, используя вычислительную инфраструктуру и опыт группы IGS Microbiome.

«VIRGO будет способствовать анализу данных, которые в настоящее время являются общими для исследований микробиомов, и обеспечит всестороннее понимание микробного членства, функции и экологической перспективы вагинального микробиома», — сказал Майкл Франс, доктор философии, научный сотрудник Института Genome Sciences (IGS) в UMSOM и соавтор исследования.

Команда продемонстрировала силу VIRGO в анализе более 1500 вагинальных метагеномов. При этом исследовательская группа обнаружила, что влагалищные бактерии более генетически разнообразны, чем первоначально предполагалось, что означает, что женщины несут свою индивидуальную версию этих бактерий. Что еще более важно, они обнаружили, что оптимальная микробиота влагалища, в которой доминируют виды Lactobacillus, фактически состоит из нескольких штаммов одного и того же вида. Каждый штамм приносит уникальную функцию сообществу, и комбинация этих штаммов определяет силу защитных свойств оптимальной микробиоты влагалища.

«Это открытие является изменением парадигмы, поскольку оно отодвигает поле зрения от идеи о том, что один штамм Lactobacillus отвечает за оптимальный микробиом», — сказал Жак Равель, доктор философии, профессор микробиологии и иммунологии, Заместитель директора и старший научный сотрудник Института геномных наук (IGS) при UMSOM.

В то время как исследователи IGS будут продолжать обновлять и расширять VIRGO, они будут углублять свое понимание роли, которую играет вагинальный микробиом в таких условиях, как бактериальный вагиноз, инфекции, передаваемые половым путем, и неблагоприятные акушерские результаты, включая преждевременные роды. Их исследования финансируются Национальным институтом здравоохранения (NIH), Национальным институтом медицинских исследований (NINR), Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID) и Фондом Билла и Мелинды Гейтс.

«Факультет UMSOM предпринимает важные усилия для того, чтобы преобразовать наше растущее понимание микробных сообществ, связанных с человеком, в клинические биомаркеры и методы лечения», — сказал декан UMSOM Э. Альберт Рис, доктор медицинских наук, MBA, который также является исполнительным директором. Вице-президент по медицинским вопросам, Университет штата Мэриленд и Джон З. и Акико К. Бауэрс, заслуженный профессор. «Это новаторское исследование предоставляет мощные, общедоступные инструменты для исследователей, занимающихся ключевыми проблемами здоровья женщин».

Похожие новости

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *