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論文資訊
- 類型：已發表論文
- 日期：2022-09-02
摘要
人类微生物组在多种宿主相关过程中发挥着关键作用，对人类健康产生深远影响。對人類微生物組的比較分析揭示了與各種疾病狀態相關的物種和基因組成的巨大差異，但可能無法全面了解這種變異對群落和宿主的影響。在這裡，我們介紹了一個宏基因組系統生物學計算框架，將宏基因組數據與代謝網路的電腦系統層級分析結合。我們專注於腸道微生物組，分析了 124 個無關個體以及六對同卵雙胞胎及其母親的糞便宏基因組數據，並產生了微生物組的群落水平代謝網絡。將基因豐度的變化置於這些網絡的背景下，我們確定了與肥胖和發炎性腸道疾病相關的基因水平和網絡水平的拓撲差異！酶（IBD）。我們表明，與這些宿主狀態中的任何一個相關的基因往往位於代謝網絡的外圍，並且富含拓撲衍生的代謝「輸入」。這些發現可能表明，瘦和肥胖微生物組的主要區別在於它們與宿主的界面以及它們與宿主代謝相互作用的方式。我们进一步证明，肥胖的微生物组模块化程度较低，这是适应低多样性环境的标志。我们还将这些拓扑变化与群落物种组成联系起来。这里提出的系统级方法为研究人类微生物组、其组织及其对人类健康的影响的独特框架奠定了基础。