新算法预测人体肠道微生物群代谢途径

美国斯坦福大学Dylan Dodd、Michael A. Fischbach和荷兰瓦赫宁根大学Marnix H. Medema共同合作，研究开发了gutSMASH算法，可以预测人体肠道微生物群的特化初级代谢途径。相关成果2月13日在线发表于《自然-生物技术》。

肠道微生物群产生数百个小分子，其中许多可调节宿主生理活动。尽管研究人员已努力确定次级代谢产物的生物合成基因，但肠道微生物组的化学输出主要由初级代谢产物组成。

研究人员介绍了用于识别初级代谢基因簇的gutSMASH算法，并使用它系统地描述了肠道微生物组代谢，在4240个高质量微生物基因组中识别了19890个基因簇。研究人员发现之间的路径分布存在显著差异，反映了不同的能量捕获策略。这些数据解释了短链脂肪酸生产的分类差异，并提出了每个分类单元的特征代谢生态位。对荷兰人群队列中1135名个体的分析表明，血浆和粪便中微生物组来源的代谢产物水平几乎与相应代谢基因的宏基因组丰度完全无关，这表明了通路特异性基因调节和代谢产物通量的关键作用。

这项工作是理解细菌分类群对微生物组化学作用作出贡献的基础。