无与伦比的人类肠道生态系统清单

一个国际科学家团队已将人类肠道微生物组中所有已知的细菌基因组整理到一个大型数据库中，使研究人员能够探索细菌基因与蛋白质之间的联系，以及它们对人体健康的影响。

该项目由EMBL的欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)牵头，其中包括来自Wellcome Sanger研究所，特伦托大学，Gladstone研究所和美国能源部联合基因组研究所的合作者。他们的工作已发表在《自然生物技术》上。

微生物多于人类细胞

细菌从内到外覆盖着人体。它们产生的蛋白质会影响我们的消化，我们的健康以及我们对疾病的敏感性。它们如此普遍，以至于人体中的微生物组中所包含的细胞(细菌，真菌和其他微生物)比人体细胞中的细胞要多。

为了了解细菌物种在人类生物学中的作用，科学家通常在对DNA进行测序之前先在实验室中对其进行分离和培养。但是，许多细菌会在实验室环境下无法重现的条件下壮成长。

为了获得有关此类物种的信息，研究人员采取了另一种方法：他们从环境中收集单个样本(在这种情况下为人类肠道)，并对整个样本中的DNA进行测序。然后，他们使用计算方法从该单个样本中重建成千上万种物种的个体基因组。这种称为宏基因组学的方法为分离和测序单个物种的DNA提供了有力的替代方法。

人类肠道中的生物多样性

“去年，包括我们在内的三个独立团队重建了数千个肠道微生物组基因组。主要问题是这些团队是否具有可比的结果，以及我们是否可以将它们汇总到一个全面的清单中，” EMBL- EBI。

科学家现在已经从人类肠道中的4,600多种细菌中编辑了20万个基因组和1.70亿个蛋白质序列。他们的新数据库，统一的人类胃肠道基因组集合和统一的胃肠道蛋白质目录，揭示了我们胆量的巨大多样性，为进一步的微生物组研究铺平了道路。

特伦托大学首席研究员尼古拉·塞加塔(Nicola Segata)解释说：“这一巨大的目录是微生物组研究的一个里程碑，对于科学家们来说，这是宝贵的资源，可以用来开始研究并希望了解每种细菌在人类肠道生态系统中的作用。”

该项目表明，实验室中从未培养出超过70%的被检测细菌，它们在人体中的活动仍然未知。属于该类别的最大细菌群是Comantemales，这是肠道菌的一种顺序，该菌群于2019年在EMBL海德堡的Bork集团领导的一项研究中首次描述。

芬恩团队的EMBL-EBI /桑格博士后研究员亚历山德·阿尔梅达(Alexandre Almeida)解释说：“看到同伴有多么广泛，真是令人惊讶。这突显了我们对肠道中细菌的了解很少。” “我们希望我们的目录将在未来几年内帮助生物信息学家和微生物学家弥合这一知识鸿沟。”

可免费访问的数据资源

MGnify是EMBL-EBI在线资源，可让MGnify免费获得统一人类胃肠道基因组集合和统一人类胃肠道蛋白质目录中的所有数据，科学家可以利用这些数据分析微生物基因组数据并与现有数据集进行比较。

该项目在科学界已经有许多用户。随着来自全球研究团队的新数据集的出现，该目录可能会扩展到包括其他身体部位的微生物组，例如皮肤或口腔内部。

“该目录为微生物学家和临床医生提供了非常丰富的信息来源。但是，我们可能会在代表性不足的地理区域(如南美，亚洲和非洲)发现更多新型细菌物种。我们仍然对该细菌知之甚少不同人群中细菌多样性的差异。” Almeida解释说。

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