Составлена модель изменения состава кишечной микробиоты у маленьких детей

Исследование, проведенное группой ученых из США и России, посвящено изучению развития микробного сообщества в кишечнике человека путем культивирования и секвенирования бактерий из образцов стула, взятых в период с 38 по 683 дни жизни детей. После этого они разделили выращенные штаммы на два консорциума, представляющих более ранние (S1) и более поздние (S2) стадии установления стабильного микробного сообщества. Бактерий из двух консорциумов вводили по отдельности, последовательно или одновременно молодым стерильным мышам, находящимся на вскармливании молочной смесью человека.

Исследователи секвенировали образцы фекальной ДНК, собранных в различное время у животных из пяти групп, отличающихся типом колонизации, методом COPRO-Seq (COmmunity PROfiling by short-read shotgun sequencing). Далее они вычислили приспособленность (устойчивость во времени) штаммов бактерий и выявили, что штаммы из консорциума S2 существенно превосходят штаммы S1, причем это не зависело от порядка введения культуры.

Чтобы описать изменение метаболизма бактериального сообщества, ученые реконструировали метаболические пути, вовлеченные в переработку углеводов, биосинтез аминокислот и витаминов группы В. В ходе вычислительного анализа ученые применили метод главных компонент (Principal component analysis, PCA) и сократили набор данных до 103 тысяч генов и 18 метаболических путей, коррелирующих с приспособленностью бактерий в условиях конкуренции между членами консорциумов S1 и S2.

По словам авторов, “описанный подход может быть использован для изучения различных экологических процессов, которые, как принято считать, управляют становлением сообщества, и упрощения разработки терапии, направленной на микробиоту кишечника”.