cpn60 を高評価する

ISME Communications volume 3、記事番号: 69 (2023) この記事を引用

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16S rRNA 遺伝子は微生物群集のアンプリコンに基づくプロファイリングに最も広く使用されている系統発生マーカーであるにもかかわらず、16S rRNA 遺伝子の系統発生的分解能が限られているため、宿主と微生物の共進化の研究への使用は制限されています。 対照的に、cpn60 遺伝子は、種レベルの解決が可能な、より大きな配列変異を備えた普遍的な系統発生マーカーです。 この研究では、cpn60 および 16S rRNA 遺伝子配列決定アプローチから生成された哺乳動物の皮膚微生物プロファイルを比較し、共進化的な宿主と微生物の関連を示唆する系統共生パターンをテストしました。 cpn60 遺伝子の約 560 bp フラグメントをユニバーサル プライマーで増幅し、ハイスループット シーケンスを行いました。 cpn60 配列の分類学的分類は、このプロジェクト用に作成されたナイーブ ベイジアン QIIME2 分類器を使用して完了し、NCBI が補足した厳選された cpn60 データベース (cpnDB_nr) でトレーニングされました。 次に、cpn60 データセットを公開されている 16S rRNA 遺伝子アンプリコン データと比較しました。 Bray-Curtis 距離と UniFrac 距離の Procrustes 分析に基づくと、cpn60 および 16S rRNA 遺伝子アンプリコンを使用して生成された微生物群集プロファイルのベータ多様性比較は、有意な差はありませんでした。 皮膚微生物プロファイル間の類似の関係にもかかわらず、cpn60 遺伝子配列決定によって提供される系統解析の向上により、16S rRNA 遺伝子プロファイルでは以前には観察されなかった、微生物群集プロファイルとその哺乳動物宿主との間の系統共生の観察が可能になりました。 cpn60 遺伝子を使用したブドウ球菌科分類群のその後の研究では、16S rRNA 遺伝子プロファイルと比較して系統解析の向上が示され、潜在的な共進化的宿主微生物関連性が明らかになりました。 全体として、我々の結果は、16S rRNA と cpn60 マーカー遺伝子が同等の微生物群集組成パターンを生成する一方、cpn60 は系統解析の向上を必要とする系統共生などの分析をより容易に行うことを示しています。

哺乳類の皮膚微生物群集は宿主の健康と病気に直接的な影響を及ぼし、それぞれの宿主と長年にわたる進化の歴史を共有しています。 現生細菌の祖先と真核生物の間の初期の捕食的および栄養的相互作用は多細胞性をもたらしたと仮説が立てられており [1]、さらに発展して複雑な代謝共生 [2] や脊椎動物の自然免疫応答 [3、4] が含まれるようになりました。 生理学 [5]、体毛と毛皮の被覆 [5、6]、地理的起源と生息地の特徴 [7]、進化の歴史と関連性 [8] の変化を考慮すると、哺乳類の皮膚環境は宿主特異的な微生物の共進化の例を促進します。 。 哺乳動物の宿主によって与えられるニッチな不均一性のため、皮膚微生物群集の集合は確率的（つまり、ランダムな集合や出生死亡事象）ではなく、決定論的（つまり、特定の環境または宿主要因の影響を受ける）であると考えられています[9]。 特定の哺乳類の目の場合、微生物の証拠は、宿主の系統発生が「系統共生」として現れる微生物群集の構成と相関していることを示しています[8]。

系統共生は、宿主の微生物群集組成が宿主の環境および系統発生の歴史を反映するパターンであり[10、11、12]、より遠縁な宿主種は、より近縁な宿主種と比較して、微生物群集組成における大きな差異を示す[8]。 ]。 確率論的または決定論的プロセスによる初期の微生物群集の集合体は、時間の経過とともに宿主と関連する微生物叢の間の密接な相互作用を促進し、共進化関係と関連性の増加につながる可能性があります [12]。 16S rRNA 遺伝子系統発生マーカーを使用して、Ross et al. は、奇指目と偶蹄目においてそれぞれ奇足指と偶足指の有蹄動物を構成する系統共生の最初の証拠を示した[8]。 彼らの研究では、アグロバクテリウムやアルスロバクターなどの土壌関連細菌や、一般的な皮膚細菌属ブドウ球菌の分類群などに代表される、サンプリングされたすべての目に共通するコアマイクロバイオームも特定されました[8、13、14]。 霊長類では、ブドウ球菌を含むコア腋窩マイクロバイオームが微生物ベータ多様性の主要な寄与因子として特定されています[5]。