Разнообразие вирусов в кишечнике человека зависит от возраста

Ученые из Университета штата Огайо использовали 2 697 кишечных метагеномов людей из 16 стран мира для создания и анализа базы кишечных виромов. Выяснилось, что состав вирусных популяций специфичен для каждого человека, но существуют общие паттерны изменения разнообразия вирусов в зависимости от возраста.

Credit:
burgstedt | 123rf.com

Для создания базы кишечных виромов авторы статьи в Cell Host&Microbe воспользовались результатами метагеномного секвенирования из 32 исследований, находящихся в открытом доступе. Эти исследования охватывали метагеномы как здоровых детей и взрослых, так и пациентов с различными заболеваниями (например, с диабетом или ВИЧ-инфекцией) либо после фекальной трансплантации. Кроме того, исследования проводились в разных областях земного шара. Наибольшее количество данных было получено из США и Китая. База виромов получила название Gut Virome Database (GVD) и доступна на ресурсе iVirus.

С помощью кластерного анализа ученые выявили в базе виромов более 33 тысяч вирусных популяций (общностей близкородственных вирусов). Среди них около 97,7% относились к бактериофагам, 2,1% составили вирусы эукариот, 0,1% — вирусы архей.

В процессе анализа выяснилось, что метагеномные данные из различных исследований, связанных с одними и теми же болезнями, плохо сопоставимы, так как технические аспекты сильнее влияют на состав вирусных популяций, чем статус пациента. В результате кластеризуются вирусные популяции, полученные в исследованиях со схожей методологией, а не со схожими характеристиками пациентов.

Исследователи также опровергли гипотезу о существовании «ядра» кишечного вирома, то есть о том, что существует вирусная популяция, общая для всех или почти всех здоровых индивидов. Ученые не обнаружили такой популяции: самая распространенная популяция вирусов встречалась лишь в 39% метагеномов. При этом 69% всех вирусных популяций были найдены менее чем в 0,5% метагеномов.

Тем не менее, обнаружились некоторые закономерности изменения разнообразия кишечного вирома у здоровых людей в зависимости от возраста. Так, наибольшее количество популяций вирусов наблюдается у новорожденных и у взрослых в возрасте 18–65 лет. Начиная с трех лет динамика вирусного разнообразия совпадает с динамикой количества бактериальных таксонов в кишечнике; до трех лет разнообразие бактерий низкое и постепенно растет. Авторы предполагают, что большое количество различных вирусов у младенцев связано со слабостью их иммунной системы и недостаточным количеством бактерий-комменсалов, защищающихкишечный эпителий.

Авторы отмечают, что динамика популяций крАссфагов — группы вирусов, наиболее распространенных в кишечнике человека, — была иной: их разнообразие достигало максимума у пожилых людей. Это может быть связано с тем, что Bacteroidetes, хозяева крАссфагов, с течением времени укрепляют свои позиции в конкурентной борьбе внутри микробиома кишечника человека.

Ученые говорят, что GVD будет регулярно пополняться, и считают, что собранные ими данные имеют прикладное значение: «Мы наблюдаем болезнь и наблюдаем структуру микробного сообщества. Началась ли болезнь из-за такой структуры, или же эта структура возникла из-за болезни? Наш стандартизированный набор данных позволит ответить на эти вопросы».

Источник

Ann C. Gregory,et al.// The Gut Virome Database Reveals Age-Dependent Patterns of Virome Diversity in the Human Gut. // Cell Host & Microbe, Published: August 24, 2020; DOI: 10.1016/j.chom.2020.08.003

Пресс-релиз

Добавить в избранное

Вам будет интересно