Un equipo internacional de científicos ha recopilado todos los genomas bacterianos conocidos del microbioma intestinal humano en una sola gran base de datos. Su trabajo, publicado en Biotecnología de la naturaleza , permitirá a los investigadores explorar los vínculos entre genes y proteínas bacterianos, y sus efectos en la salud humana.
Este proyecto fue dirigido por el Instituto Europeo de Bioinformática de EMBL EMBL-EBI e incluyó colaboradores del Instituto Wellcome Sanger, la Universidad de Trento, los Institutos Gladstone y el Instituto Conjunto del Genoma del Departamento de Energía de EE. UU.
más microbios que células humanas
Las bacterias recubren el cuerpo humano, por dentro y por fuera. Producen proteínas que afectan nuestra digestión, nuestra salud y nuestra susceptibilidad a las enfermedades. Son tan frecuentes que se estima que el cuerpo contiene más células en su microbioma: las bacterias,hongos y otros microbios, que las células humanas.
Para comprender el papel que juegan las especies bacterianas en la biología humana, los científicos generalmente las aíslan y cultivan en el laboratorio antes de secuenciar su ADN. Sin embargo, muchas bacterias prosperan en condiciones que aún no son reproducibles en un laboratorio.
Para obtener información sobre estas especies, los investigadores adoptan otro enfoque: recolectan una sola muestra del medio ambiente, en este caso, el intestino humano, y secuencian el ADN de toda la muestra. Luego, utilizan métodos computacionales para reconstruir elgenomas individuales de miles de especies de esa única muestra. Este método, llamado metagenómica, ofrece una poderosa alternativa para aislar y secuenciar el ADN de especies individuales.
Biodiversidad en el intestino humano
"El año pasado, tres equipos independientes, incluido el nuestro, reconstruyeron miles de genomas del microbioma intestinal. Las grandes preguntas eran si estos equipos tenían resultados comparables y si podíamos agruparlos en un inventario completo", dice Rob Finn, líder del equipo enEMBL-EBI.
Los científicos han recopilado 200.000 genomas y 170 millones de secuencias de proteínas de más de 4600 especies de bacterias en el intestino humano. Sus nuevas bases de datos, la colección Unified Human Gastrointestinal Genome y el catálogo Unified Gastrointestinal Protein, revelan la tremenda diversidad en nuestros intestinos.y allanar el camino para futuras investigaciones sobre microbiomas.
"Este inmenso catálogo es un hito en la investigación de microbiomas y será un recurso invaluable para que los científicos comiencen a estudiar y, con suerte, a comprender el papel de cada especie bacteriana en el ecosistema intestinal humano", explica Nicola Segata, investigadora principal de la Universidad deTrento.
El proyecto reveló que más del 70% de las especies bacterianas detectadas nunca habían sido cultivadas en el laboratorio; su actividad en el cuerpo sigue siendo desconocida. El grupo más grande de bacterias que cae en esa categoría son los Comantemales, un orden de intestinobacterias descritas por primera vez en 2019 en un estudio dirigido por el Grupo Bork en EMBL Heidelberg.
"Fue una verdadera sorpresa ver cuán extendidos están los Comantemales. Esto resalta lo poco que sabemos sobre las bacterias en nuestro intestino", explica Alexandre Almeida, becario postdoctoral EMBL-EBI / Sanger en el equipo finlandés.El catálogo ayudará a los bioinformáticos y microbiólogos a cerrar esa brecha de conocimiento en los próximos años ".
un recurso de datos de libre acceso
Todos los datos recopilados en la colección Unified Human Gastrointestinal Genome y el catálogo Unified Human Gastrointestinal Protein están disponibles gratuitamente en MGnify, un recurso en línea EMBL-EBI que permite a los científicos analizar sus datos genómicos microbianos y hacer comparaciones con conjuntos de datos existentes.
El proyecto ya tiene varios usuarios en la comunidad científica. A medida que surjan nuevos conjuntos de datos de los equipos de investigación de todo el mundo, el catálogo podría expandirse para incluir los microbiomas de otras partes del cuerpo, como la piel o el interior de la boca.
"Este catálogo proporciona una fuente muy rica de información para microbiólogos y médicos. Sin embargo, es probable que descubramos muchas más especies bacterianas nuevas en áreas geográficas infrarrepresentadas como América del Sur, Asia y África. Aún no sabemos muchosobre la variación en la diversidad bacteriana entre diferentes poblaciones humanas ", explica Almeida.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Laboratorio Europeo de Biología Molecular - Instituto Europeo de Bioinformática . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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