内モンゴル人のヒト腸内細菌群の高品質ゲノムコンペンディウム
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公開日：2023年1月5日
内モンゴル人のヒト腸内細菌群の高品質ゲノムコンペンディウム
Hao Jin, Keyu Quan, ...Zhihong Sun 著者紹介
Nature Microbiology Volume 8, pages150-161 (2023)この記事を引用する
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指標詳細
概要
メタゲノムに基づくリソースにより、ヒトの腸内細菌叢の多様性と機能が明らかになったが、ゲノムの品質が不十分であることや、一般に研究されていない集団からのサンプルが不足していることから、さらなる理解は限られている。ここでは、ロングリードPromethIONとショートリードHiSeqのハイブリッドシーケンスを用いて、プロバイオティクスヨーグルト介入試験に参加した内モンゴル人60人（3時点のn = 180サンプル）の糞便微生物叢の特徴を明らかにしました。内モンゴル人腸内細菌ゲノムカタログは、802個のクローズドゲノムと5,927個の高品質メタゲノムから構成されています。このアプローチにより、高いゲノムの連続性を達成し、リボソームRNAオペロン、代謝遺伝子クラスター、プロファージ、挿入配列などのゲノム要素の解像度を大幅に向上させた。特に、未培養種のリボソームRNAオペロンコピー数、12,000以上の未記載の腸内プロファージ、腸内細菌全体の挿入配列要素の分布を報告する。これらのデータは、ヒトの腸内細菌叢を研究するための高品質で大規模なリソースを提供するものである。
データの利用可能性
本研究で作成したすべてのシーケンスデータ（イルミナおよびナノポア）とIMGGデータセットの高品質ゲノムは、NCBI BioProject PRJNA763692の下で見ることができます。6,729個の高品質なIMGGは、https://doi.org/10.6084/m9.figshare.19661523 で入手できます。ソースデータは本論文に添付されています。
コードの入手
本研究のバイオインフォマティクス解析を行うためのインハウススクリプトは、GitHub の https://github.com/jinhao94/nanopore_script.git および https://github.com/jinhao94/binning_script.git で公開されています。
参考文献
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このような、「遺伝子発現の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」「遺伝子発現量の変化」。Nucleic Acids Res. 49, W263-W270 (2021)に掲載されました。
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このような場合、「プロファージ」を発見するためのアルゴリズムとして、「類似性」と「組成」に基づくストラテジーを組み合わせた「PhiSpy（ファイスパイ）」があります。このように、「核酸医薬の研究」は、「核酸医薬の研究」と「核酸医薬の研究」を融合させた「核酸医薬の研究」です。
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論文
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謝辞
本研究は、中国国家自然科学基金（助成番号31622043 (Z.S.), 31720103911 (H.Z.), 31972083 (L.-Y.K.), 32001711 (Q.H.）の支援により行われました。 Y.K.）、32001711（Q.H.））、中国農業研究システム重点基金（CARS-36、H.Z.）、内モンゴル科学技術重点プロジェクト（2021ZD0014、Z.S）、内蒙古自治区自然科学財団（2020ZD12、Z.S）により行われた。Zhang Jiachao（海南大学）とShenghui Liの助言、ボランティアの皆さんの参加、保管場所を提供してくれたInner Mongolia Tongfang Discovery Tech, Ltd.に感謝する。Co., Ltd.に保管場所と計算機資源を提供していただいた。
著者情報
著者ノート
これらの著者は等しく貢献した。Hao Jin、Keyu Quan、Qiuwen He.
著者と所属
内蒙古農業大学酪農生物工学重点実験室、内蒙古自治区フフホト、中国
Hao Jin、Keyu Quan、Qiuwen He、Lai-Yu Kwok、Teng Ma、Yalin Li、Feiyan Zhao、Lijun You、Heping Zhang、Zhihong Sun
内蒙古農業大学農業農村部乳製品加工重点実験室、中国内モンゴル自治区フフホト市
Hao Jin、Keyu Quan、Qiuwen He、Lai-Yu Kwok、Teng Ma、Yalin Li、Feiyan Zhao、Lijun You、Heping Zhang、Zhihong Sun
内蒙古農業大学教育部酪農生物工学重点実験室、中国内モンゴル自治区フフホト市
Hao Jin、Keyu Quan、Qiuwen He、Lai-Yu Kwok、Teng Ma、Yalin Li、Feiyan Zhao、Lijun You、Heping Zhang、Zhihong Sun
貢献度
Z.S.とH.Z.は本研究を構想し、設計した。Q.H.、H.J.、F.Z.、Y.L.は、プロバイオティクス介入試験と実験作業を実施した。H.J.とK.Q.はバイオインフォマティクス解析を行った。H.J.、K.Q.、T.M.およびL.Y.が統計解析を行った。Z.S.とH.Z.はすべてのデータ解析を監修した。H.J.は原稿を起草した。L.-Y.K.が査読し、批判的に修正した。すべての著者はデータの解釈に貢献し、最終原稿を読み、承認した。
対応する著者
Heping ZhangまたはZhihong Sunにご連絡ください。
倫理的宣言
利益相反
著者らは、競合する利益を宣言していない。
査読
査読情報
Nature Microbiologyは、Ami Bhattと他の匿名査読者の査読に感謝します。査読者のレポートがあります。
追加情報
出版社からのコメント Springer Natureは、出版された地図や所属機関に関する管轄権の主張に関して、中立的な立場を維持しています。
拡張データ
Extended Data 図1 内モンゴル自治区腸管ゲノムにおける16S rRNA遺伝子コピー数の精度の向上。
内モンゴル自治区腸管ゲノム（IMGGs）と、米国国立生物工学情報センター（NCBI）のデータベースで確認された対応する完全ゲノムとのリボソームRNAオペロン（rrn）遺伝子のコピー数の比較。
ソースデータ
Extended Data 図2 Inner Mongolian Gut Genomesデータセットにおける完全代謝遺伝子クラスターの機能的分布。
Inner Mongolian Gut Genomesデータセット全体の完全な代謝遺伝子クラスターの機能分布。予測はgutSMASHによって行われ、代謝遺伝子クラスター（MGC）はその生成物に基づいて異なる遺伝子クラスター・クラスに分類された。[npAA] 非タンパク質性アミノ酸; [Aromatic] ベンゼンの誘導体; [SCFA-other] SCFAが他の分子と結合して作られる; [Putative] 機能不明の遺伝子クラスタ; [SCFA] 最大5個の炭素原子を持つ脂肪酸; [Other] 未分類の経路; [Aliphatic_amine] 少なくとも一つのHがアルキル置換したアンモニア誘導体; [E-MGC] エネルギー捕獲機構に関するもの.
出典データ
Extended Data 図3 代謝遺伝子クラスターの門別クラスタリング傾向を示す主座標分析。
順列分散分析（Adonis test; R = 0.38, P < 0.001; n = 15,476）は、veganパッケージのadonis関数を用いて、9999通りの順列でブレイ・カーティス距離に基づいて実施された。
ソースデータ
Extended Data 図4 ハイブリッド代謝遺伝子クラスターのサイズと頻度。
(a) ハイブリッド型（複数の機能ドメインを含む；n = 11,693）と単一機能ドメイン型（n = 85,654）の代謝遺伝子クラスター（MGC）の長さの違いによる比較。ボックスは四分位範囲、ボックス内の線は中央値、ひげは四分位範囲の1.5倍以内の最低値と最高値を示す。(b)最も頻繁に観察されるハイブリッドMGCの組み合わせ。統計的な差はWilcoxon rank-sum test（両側）で検定した。
ソースデータ
Extended Data 図5 挿入配列要素の種内分布の偏り。
データセット中の最も代表的な15種類のメタゲノム集合ゲノム（MAGs）にわたる挿入配列（IS）要素の分布。
ソースデータ
Extended Data 図6 挿入配列要素の近傍遺伝子のKyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) BRとパスウェイ（3レベル）の関与頻度が最も高いもの。
BRとPATHはそれぞれKyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) britesとpathwayを表し、KEGG orthology (KO) に基づいて「パスウェイまたはブライトに含まれない」成分にはコードを付与していない。カラーキーは、横棒グラフのブライトとパスウェイ（3レベル）が属する2レベルのKEGGパスウェイを示す。
出典データ
補足情報
補足情報
補足図1および図2
報告書概要
ピアレビューファイル
補足表1
補足表1-15
ソースデータ
ソースデータ 図2
統計的なソースデータ。
ソースデータ Fig.
統計的なソースデータ。
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ソースデータ 拡張データ Fig.
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出典データ 拡張データ Fig.
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統計元データ。
権利と許可
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この記事の引用
Jin, H., Quan, K., He, Q. et al. A high-quality genome compendium of human gut microbiome of Inner Mongolians（内モンゴル人腸内細菌群の高品質ゲノムコンペンディウム）. Nat Microbiol 8, 150-161 (2023)。https://doi.org/10.1038/s41564-022-01270-1。
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受領日
2021年12月16日
受理済
2022年10月13日
公開日
2023年1月5日
発行日
2023年1月
DOI
https://doi.org/10.1038/s41564-022-01270-1
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