Humán Mikrobióma Projekt

A Human Microbiome Project ( HMP )  a National Institutes of Health  kutatási kezdeményezése , amelynek célja az emberi mikroflóra és annak az emberi egészségre és a kapcsolódó kérdésekre gyakorolt ​​hatásának jobb megértése . A 2007-ben indult projekt [1] első szakasza az emberi mikroflóra azonosítására és jellemzésére összpontosított . A második szakasz, a Human Microbiome Integrative Project (HMP) néven ismert, 2014-ben kezdődött azzal a céllal, hogy erőforrásbázist fejlesszenek ki a mikrobiom jellemzésére, valamint a mikrobák szerepének tisztázására az emberi egészségben és a betegségekben. Ez a program 2007 és 2016 között 170 millió USD pénzügyi támogatást kapott az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézetétől . [2]

A tenyészet nélküli mikrobiális közösség jellemzési módszerek, mint például a metagenomika (amely széles genetikai perspektívát nyit meg egy adott mikrobiális közösségen belül) és a kiterjedt teljes genom szekvenálás (amely „mély” betekintést nyújt egy adott mikrobiális közösség bizonyos aspektusaiba, fontos összetevőkké váltak a HMP. azaz egyes baktériumfajok). A tanulmány utolsó komponense a célzott genomszekvenálás okát szolgálta – jelenleg mintegy 3000 egyedi baktériumizolátum szekvenálását tervezik  – a későbbi metagenomikai elemzés során. A projekt finanszírozta a bakteriális 16S rRNS "mély" szekvenálását is a megfigyelt emberek PCR - amplifikációjának hátterében. [3]

Bevezetés

A népszerű médiában és a tudományos irodalomban már a PMP bevezetése előtt is gyakran beszámoltak arról, hogy az emberi szervezetben körülbelül 10-szer több mikrobiális sejt és 100-szor több mikrobiális gén található, mint az emberi sejt. Ezek a számok az emberi mikrobiom becslésén alapulnak, amely körülbelül 100 billió baktériumsejtet tartalmaz, míg egy tipikus felnőtt körülbelül 10 billió emberi sejtet tartalmaz. [4] 2014-ben az Amerikai Mikrobiológiai Társaság közzétett egy füzetet, amelyben hangsúlyozta, hogy a mikrobiális sejtek száma és az emberi sejtek száma megközelítőleg egyenlő. Azt is megjegyezték, hogy a legújabb tanulmányok során a tudósok arra a következtetésre jutottak, hogy az emberi sejtek száma megközelítőleg 37 billió, utalva a mikrobiális és az emberi sejtek 3:1 arányára. [5] 2016-ban egy másik csoport új becslést tett közzé az 1:1 arányról (1,3:1, 25%-os bizonytalansággal és 53%-os szórással egy tipikus 70 kg-os férfipopuláció között). [6] [7]

Annak ellenére, hogy az emberi testen belüli és kívüli mikrobák nagy számát illetően eltérő becslések vannak, keveset tudtak az emberi egészségben (és a rossz egészségi állapotban) játszott szerepükről. A mikrobiomot alkotó organizmusok közül sokat nem sikerült izolálni, azonosítani vagy más módon jellemezni. Az emberi mikrobiomban vélhetően megtalálható élőlények a baktériumok , az archaeai tartomány tagjai , az élesztők és a protozoonok , valamint a különféle helminták és vírusok , köztük az emberi mikrobiom sejtjeit megfertőző vírusok ( bakteriofágok ) definíciója alá tartoznak. A PMC az emberi mikrobiom felfedezőjeként és leírójaként működött, a test szájüregi, dermális, hüvelyi, gyomor-bélrendszeri és légúti régióira összpontosítva.

A HMP célja, hogy választ adjon napjaink leginspirálóbb, legbosszantóbb és egyszerűbb tudományos kérdéseire. A legfontosabb az, hogy a projekt képes eltávolítani a mesterséges akadályokat az orvostudomány mikrobiológiája és a környezet között. Talán az MMP nemcsak az egészség és a betegségekre való hajlam meghatározásának új módjait kínálja majd, hanem tisztázza azokat a paramétereket is, amelyek az emberi mikroflóra tudatos kezelését célzó stratégiák létrehozásához, alkalmazásához és értékeléséhez szükségesek annak érdekében, hogy minőségileg új szintet érjünk el az optimális élettani egészség összefüggésében. . [nyolc]

A HMP-t " a Human Genome Project logikus, fogalmi és kísérleti folytatásaként" írták le . [9] 2007-ben a PMP bekerült az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézetének Orvosi Kutatási ütemtervébe [10] , mint a felfedezés új útjai közé . Az emberi mikrobiom szervezett jellemzését nemzetközi szinten a Nemzetközi Humán Mikrobióma Konzorcium végzi .

Első szakasz (2007–2014)

A PMC számos intézmény erőfeszítéseihez csatlakozva [11] a következő feladatokat tűzte ki maga elé [12] :

Második szakasz (2014–2016)

2014-ben az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézete átlépett a HMP következő szakaszába, ismertebb nevén a Human Microbiome Integrative Project (HMP) néven.

A projekt három alprojektet egyesített, amelyeket különböző intézményekben valósítottak meg. A projekt küldetése a következőképpen fogalmazódott meg: "...az iHMP integrált longitudinális adatkészleteket hoz létre magának a mikrobiómnak és a" gazdaszervezetnek" a biológiai tulajdonságairól, három különböző kohorsz-vizsgálat alapján, a mikrobiómfüggő állapotok több "-omika" felhasználásával. (technológiák)".

A kutatási módszerek közé tartozott a 16S rRNS génexpressziós profilalkotás, a shotgun teljes metagenomika , a teljes genom szekvenálása, a metatranszkriptomika (mikrobiális gének kifejezése természetes élőhelyeken), a metabolomika , a lipidomika és az immunproteomika [13] . Az iHMP legfontosabb megállapításait 2019-ben tették közzé. [tizennégy]

PMC Achievements

A mai napig az MMP hatása részben az MMP-n keresztül finanszírozott kutatások értékelésével határozható meg. 2009 júniusától 2017 végéig több mint 650 referált publikációt tettek közzé a PMC weboldalán, és több mint 70 000 alkalommal hivatkoztak rájuk [15] . Most a projekt webhelye archiválva van, és már nem frissül, bár az adatok továbbra is nyilvánosak. Az MMP által támogatott főbb munkakategóriák a következők:

A PMH valódi eredményei a következők:

Váratlan leletek

Az emberi mikrobiomra vonatkozó referenciaadatbázis létrehozása mellett a PMP számos váratlan megállapítást is tett:

Klinikai felhasználás

A PMC adatok alapján a megfigyelt nők túlnyomó többségénél a hüvelyi mikrobiom kimerülését mutatták ki közvetlenül a szülés előtt, valamint a vírus DNS nagy terhelését a megmagyarázhatatlan lázas gyermekek orr-mikroflórájában. Ezenkívül a mikrobiom állapotának megváltozását (kimerülését) igazolták az emésztőrendszer, a bőr, a reproduktív szervek különböző betegségeiben és a mentális zavarokban (különösen gyermekeknél és serdülőknél) [41] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ Humán mikrobióma projekt : Az emberi mikrobák diverzitása nagyobb, mint korábban jósolták  . ScienceDaily. Letöltve: 2019. november 13. Az eredetiből archiválva : 2019. november 13.
  2. Humán Mikrobióma Projekt - Kezdőlap | NIH Közös Alap . commonfund.nih.gov. Letöltve: 2019. november 13. Az eredetiből archiválva : 2020. május 1.
  3. Humán Mikrobióma Projekt - Kezdőlap | NIH Közös Alap . commonfund.nih.gov. Letöltve: 2019. november 13. Az eredetiből archiválva : 2017. május 17.
  4. Humán mikrobiom felmérés (hivatkozás nem érhető el) . Letöltve: 2019. november 13. Az eredetiből archiválva : 2016. december 31.. 
  5. Judah L. Rosner. Tízszer több mikrobiális sejt, mint emberi testsejt?  (angol)  // Microbe Magazine. — 2014-02-01. — Vol. 9 , iss. 2 . — P. 47–47 . — ISSN 1558-7460 1558-7452, 1558-7460 . - doi : 10.1128/mikroba.9.47.2 . Az eredetiből archiválva : 2019. november 13.
  6. Alison Abbott. A tudósok lerombolják azt a mítoszt, hogy testünkben több a baktérium, mint az emberi sejtekben  //  Nature News. - doi : 10.1038/természet.2016.19136 . Az eredetiből archiválva : 2021. január 17.
  7. Ron Sender, Shai Fuchs, Ron Milo. Valóban jelentős túlerőben vagyunk? A baktériumok és a gazdasejtek arányának újragondolása emberekben   // Sejt . — 2016-01-28. - T. 164 , sz. 3 . – S. 337–340 . - ISSN 1097-4172 0092-8674, 1097-4172 . - doi : 10.1016/j.cell.2016.01.013 . Archiválva az eredetiből 2017. november 18-án.
  8. Peter J. Turnbaugh, Ruth E. Ley, Micah Hamady, Claire Fraser-Liggett, Rob Knight. Az emberi mikrobiom projekt: önmagunk mikrobiális részének felfedezése egy változó világban  // Természet. — 2007-10-18. - T. 449 , sz. 7164 . — S. 804–810 . — ISSN 0028-0836 . - doi : 10.1038/nature06244 . Archiválva az eredetiből: 2020. február 16.
  9. Peter J. Turnbaugh, Ruth E. Ley, Micah Hamady, Claire M. Fraser-Liggett, Rob Knight. The Human Microbiome Project   // Természet . — 2007-10. — Vol. 449 , iss. 7164 . — P. 804–810 . — ISSN 1476-4687 . - doi : 10.1038/nature06244 . Archiválva : 2019. október 19.
  10. NIH Közös Alap – Az NIH útitervéről . web.archive.org. Hozzáférés időpontja: 2019. november 13.
  11. Humán mikrobiom projekt által finanszírozott kutatás . commonfund.nih.gov. Letöltve: 2019. november 13. Az eredetiből archiválva : 2019. november 13.
  12. Humán mikrobiom projekt – Programkezdeményezések . commonfund.nih.gov. Letöltve: 2019. november 13. Az eredetiből archiválva : 2019. november 13.
  13. NIH Human Microbiome Project – Az emberi mikrobiomról . hmpdacc.org. Letöltve: 2019. november 13. Az eredetiből archiválva : 2019. július 30.
  14. Lita Proctor, Jonathan LoTempio, Aron Marquitz, Phil Daschner, Dan Xi. Az Egyesült Államok Nemzeti Egészségügyi Intézetének 10 éves humán mikrobiomkutatási tevékenységének áttekintése, 2007-2016 pénzügyi évek  // Microbiome. — 2019-02-26. - T. 7 , sz. 1 . - S. 31 . — ISSN 2049-2618 . - doi : 10.1186/s40168-019-0620-y .
  15. Humán Mikrobióma Projekt - Kezdőlap | NIH Közös Alap . commonfund.nih.gov. Letöltve: 2019. november 13. Az eredetiből archiválva : 2019. november 21.
  16. 1 2 Victor M. Markowitz, I-Min A. Chen, Krishna Palaniappan, Ken Chu, Ernest Szeto. IMG: az integrált mikrobiális genom adatbázis és összehasonlító elemző rendszer  // Nucleic Acids Research. — 2012-1. - T. 40 , sz. Adatbázis probléma . — P. D115–D122 . — ISSN 0305-1048 . doi : 10.1093 / nar/gkr1044 . Archiválva : 2021. május 26.
  17. Ramana Madupu, Alexander Richter, Robert J. Dodson, Lauren Brinkac, Derek Harkins. CharProtDB: kísérletileg jellemzett fehérje annotációk adatbázisa  // Nucleic Acids Research. — 2012-1. - T. 40 , sz. Adatbázis probléma . – D237–D241 . — ISSN 0305-1048 . doi : 10.1093 / nar/gkr1133 .
  18. Ioanna Pagani, Konstantinos Liolios, Jakob Jansson, I-Min A. Chen, Tatyana Smirnova. A Genomes OnLine Database (GOLD) v.4: genomikai és metagenomikai projektek állapota és a kapcsolódó metaadatok  // Nucleic Acids Research. — 2012-1. - T. 40 , sz. Adatbázis probléma . – D571–D579 . — ISSN 0305-1048 . - doi : 10.1093/nar/gkr1100 .
  19. Yongan Zhao, Haixu Tang, Yuzhen Ye. RAPSearch2: gyors és memória-hatékony fehérjehasonlóság-kereső eszköz a következő generációs szekvenálási adatokhoz  // Bioinformatika. — 2012-01-01. - T. 28 , sz. 1 . – S. 125–126 . — ISSN 1367-4803 . - doi : 10.1093/bioinformatika/btr595 . Archiválva az eredetiből 2021. február 27-én.
  20. Jesse Stombaugh, Jeremy Widmann, Daniel McDonald, Rob Knight. Boulder ALignment Editor (ALE): web-alapú RNS-igazító eszköz  // Bioinformatika. — 2011-06-15. - T. 27 , sz. 12 . - S. 1706-1707 . — ISSN 1367-4803 . - doi : 10.1093/bioinformatika/btr258 .
  21. Sitao Wu, Zhengwei Zhu, Liming Fu, Beifang Niu, Weizhong Li. WebMGA: testreszabható webszerver a gyors metagenomikus szekvenciaelemzéshez  // BMC Genomics. — 2011-09-07. - T. 12 . - S. 444 . — ISSN 1471-2164 . - doi : 10.1186/1471-2164-12-444 .
  22. Mohammadreza Ghodsi, Bo Liu, Mihai Pop. DNACLUST: a filogenetikai markergének pontos és hatékony klaszterezése  // BMC Bioinformatics. — 2011-06-30. - T. 12 . - S. 271 . — ISSN 1471-2105 . - doi : 10.1186/1471-2105-12-271 .
  23. Guohui Yao, Liang Ye, Hongyu Gao, Patrick Minx, Wesley C. Warren. Grafikon a következő generációs szekvencia-összeállítások szerint  // Bioinformatika. — 2012-01-01. - T. 28 , sz. 1 . — S. 13–16 . — ISSN 1367-4803 . - doi : 10.1093/bioinformatics/btr588 .
  24. Todd J. Treangen, Dan D. Sommer, Florent E. Angly, Sergey Koren, Mihai Pop. Következő generációs szekvencia-összeállítás AMOS -szal  //  Jelenlegi protokollok a bioinformatikában. - 2011. - 20. évf. 33 , iss. 1 . — P. 11.8.1–11.8.18 . — ISSN 1934-340X . - doi : 10.1002/0471250953.bi1108s33 .
  25. Sergey Koren, Jason R Miller, Brian P Walenz, Granger Sutton. Algoritmus az automatizált záráshoz összeszerelés közben  // BMC Bioinformatics. — 2010-09-10. - T. 11 . - S. 457 . — ISSN 1471-2105 . - doi : 10.1186/1471-2105-11-457 .
  26. NIH Human Microbiome Project – HMRGD . www.hmpdacc.org. Letöltve: 2019. november 13. Az eredetiből archiválva : 2020. június 3.
  27. NIH Human Microbiome Project - Kezdőlap . www.hmpdacc.org. Letöltve: 2019. november 13. Az eredetiből archiválva : 2020. május 8.
  28. Abraham P. Schwab, Lily Frank, Nada Gligorov. Az adatvédelem, a bizalmasság jelentése  // The American Journal of Bioethics. — 2011-11-01. - T. 11 , sz. 11 . – S. 44–45 . — ISSN 1526-5161 . - doi : 10.1080/15265161.2011.608243 .
  29. Rosamond Rhodes, Jody Azzouni, Stefan Bernard Baumrin, Keith Benkov, Martin J. Blaser. De minimis kockázat: Javaslat egy új kutatási kockázati kategóriára  // The American Journal of Bioethics. — 2011-11-01. - T. 11 , sz. 11 . – S. 1–7 . — ISSN 1526-5161 . doi : 10.1080 / 15265161.2011.615588 .
  30. Amy L. McGuire, James R. Lupski. Személyes genomkutatás: mit kell mondani a résztvevőnek?  // Trendek a genetikában : TIG. — 2010-5. - T. 26 , sz. 5 . – S. 199–201 . — ISSN 0168-9525 . - doi : 10.1016/j.tig.2009.12.007 . Archiválva : 2021. május 25.
  31. Richard R. Sharp, Jean-Paul Achkar, Margaret A. Brinich, Ruth M. Farrell. Tájékozott döntések segítése a betegeknek a probiotikumokkal kapcsolatban: kutatási igény  // The American Journal of gastroenterology. — 2009-4. - T. 104 , sz. 4 . – S. 809–813 . — ISSN 0002-9270 . - doi : 10.1038/ajg.2008.68 . Archiválva az eredetiből 2022. január 23-án.
  32. Gabriel Cuellar-Partida, Fabian A. Buske, Robert C. McLeay, Tom Whitington, William Stafford Noble. Epigenetikai prioritások az aktív transzkripciós faktor kötőhelyek azonosításához  // Bioinformatika. — 2012-01-01. - T. 28 , sz. 1 . – S. 56–62 . — ISSN 1367-4803 . - doi : 10.1093/bioinformatika/btr614 .
  33. Daniel H Haft. Bioinformatikai bizonyítékok egy széles körben elterjedt, riboszomálisan előállított elektronhordozó prekurzorra, annak érési fehérjére és nikotinoprotein redox partnereire  // BMC Genomics. — 2011-01-11. - T. 12 . - S. 21 . — ISSN 1471-2164 . - doi : 10.1186/1471-2164-12-21 . Archiválva az eredetiből 2022. február 26-án.
  34. J Gregory Caporaso, Christian L Lauber, Elizabeth K Costello, Donna Berg-Lyons, Antonio Gonzalez. Mozgóképek az emberi mikrobiomról  // Genombiológia. - 2011. - T. 12 , sz. 5 . - S. R50 . — ISSN 1465-6906 . - doi : 10.1186/gb-2011-12-5-r50 . Az eredetiből archiválva : 2021. január 12.
  35. Andrew Sczesnak, Nicola Segata, Xiang Qin, Dirk Gevers, Joseph F. Petrosino. A Th17 sejtet indukáló szegmentált fonalas baktériumok genomja kiterjedt auxotrófiát és a bélkörnyezethez való alkalmazkodást tár fel  // Sejtgazda és mikroba. — 2011-09-15. - T. 10 , sz. 3 . – S. 260–272 . — ISSN 1931-3128 . - doi : 10.1016/j.chom.2011.08.005 . Archiválva az eredetiből 2021. február 26-án.
  36. Sonia A. Ballal, Carey Ann Gallini, Nicola Segata, Curtis Huttenhower, Wendy S. Garrett. A gazdaszervezet és a bél mikrobiota szimbiotikus tényezői: a gyulladásos bélbetegség tanulságai és a sikeres szimbionták  //  Cellular Microbiology. - 2011. - 20. évf. 13 , iss. 4 . — P. 508–517 . — ISSN 1462-5822 . - doi : 10.1111/j.1462-5822.2011.01572.x .
  37. Gaddy T. Bergmann, Scott T. Bates, Kathryn G. Eilers, Christian L. Lauber, J. Gregory Caporaso. A Verrucomicrobia alulelismert dominanciája a talajbaktérium-közösségekben  // Talajbiológia és biokémia. — 2011-7. - T. 43 , sz. 7 . - S. 1450-1455 . — ISSN 0038-0717 . - doi : 10.1016/j.soilbio.2011.03.012 . Archiválva : 2020. május 29.
  38. Carl J. Yeoman, Suleyman Yildirim, Susan M. Thomas, A. Scott Durkin, Manolito Torralba. A Gardnerella vaginalis törzsek összehasonlító genomikája jelentős különbségeket tár fel a metabolikus és virulencia potenciálban  // PLoS ONE. — 2010-08-26. - T. 5 , sz. 8 . — ISSN 1932-6203 . - doi : 10.1371/journal.pone.0012411 .
  39. Omry Koren, Aymé Spor, Jenny Felin, Frida Fåk, Jesse Stombaugh. Emberi száj-, bél- és plakk-mikrobiota atherosclerosisban szenvedő betegeknél  // Az Amerikai Egyesült Államok Nemzeti Tudományos Akadémiájának közleménye. — 2011-03-15. - T. 108 , sz. Rugalmas 1 . — S. 4592–4598 . — ISSN 0027-8424 . - doi : 10.1073/pnas.1011383107 . Archiválva az eredetiből 2021. február 25-én.
  40. Pradeep Reddy Marri, Mary Paniscus, Nathan J. Weyand, María A. Rendón, Christine M. Calton. A genomszekvenálás széles körben elterjedt virulencia géncserét tár fel az emberi Neisseria fajok között  // PLoS ONE. — 2010-07-28. - T. 5 , sz. 7 . — ISSN 1932-6203 . doi : 10.1371/ journal.pone.0011835 .
  41. Az NIH Human Microbiome Project meghatározza a  test normál bakteriális felépítését . National Institutes of Health (NIH) (2015. augusztus 31.). Letöltve: 2019. november 13. Az eredetiből archiválva : 2015. október 13.

Linkek