Il progetto microbioma umano (HMP) ha pubblicato un'analisi di 178 genomi dai microbi che vivono nel o sul corpo umano. I ricercatori hanno scoperto nuovi geni e proteine che svolgono funzioni in materia di salute umana e la malattia, aggiungendo un nuovo livello di comprensione di ciò che è noto circa la complessità e la diversità di questi organismi.
Il microbioma umano è costituito da tutti i microrganismi che si trovano nel o sul corpo umano. superare in quantità le cellule nel corpo umano da 10-1, alcuni dei microrganismi causare malattie, ma molti sono necessarie per una buona salute. Attualmente, i ricercatori possono crescere solo alcuni dei batteri, funghi e virus in un ambiente di laboratorio. Tuttavia, le nuove tecniche di genomica in grado di individuare piccole quantità di DNA microbico in un individuo e determinare la sua identità confrontando la firma genetica di sequenze conosciute nel data base del progetto. La carta è pubblicata nel numero del 21 maggio della rivista Science.
'Questo lavoro iniziale pone le basi per questo progetto ambizioso ed è fondamentale per la comprensione del ruolo che il microbioma svolge in salute e malattia', ha detto National Institutes of Health regista Francis S. Collins, MD, Ph.D. 'Siamo solo agli inizi di un viaggio affascinante che trasformerà il modo in cui diagnosticare, curare e, in definitiva, impedire che le condizioni di salute molti.'
Lanciato nel 2008 nell'ambito della tabella di marcia del NIH comune Fondo per la ricerca medica, la HMP è uno sforzo di 157 milioni dollari, di cinque anni, che attuano una serie di studi sempre più complesse che rivelano il ruolo interattivo del microbioma nella salute umana.
Le 178 genomi microbici in questa relazione il lancio della collezione di riferimento HMP che alla fine ammonterà a circa 900 genomi microbici di batteri, virus e funghi. Questi dati saranno poi utilizzati dai ricercatori HMP per caratterizzare la comunità microbiche rilevati in campioni prelevati da volontari sani e, successivamente, quelli con malattie specifiche. I campioni sono attualmente raccolti per HMP da cinque aree del corpo: l'apparato digerente, la bocca, la pelle, il naso e la vagina.
'Anche se questo è solo il primo passo per rendere HMP medicalmente utili, che già abbiamo imparato cose sorprendenti sulla diversità e la complessità dei microrganismi che vivono nel e sul nostro corpo', ha detto Jane Peterson, Ph.D., direttore associato del NHGRI Divisione di Extramural Ricercatore e un capo dello sforzo HMP. 'Le prossime tappe di questo studio coordinato inizierà ad associare la presenza o l'assenza di specifici microrganismi con vari stati di salute e della malattia.'
I ricercatori hanno inoltre condotto un sondaggio preliminare per acquisire conoscenze in funzione di alcuni dei nuovi geni identificati e uniche proteine a singoli ceppi microbici. Per esempio, i ricercatori hanno scoperto le proteine sconosciute prodotte da batteri che vivono nello stomaco che può provocare ulcere gastriche, un foro nel rivestimento dello stomaco. Inoltre, hanno trovato un piccolo numero di nuove proteine recentemente identificati come associati a zuccheri e aminoacidi sono metabolizzati.
I ricercatori hanno inoltre valutato la diversità microbica presente nella collezione di riferimento HMP. Per esempio, hanno trovato 29.693 ancora sconosciuto, le proteine unico nella collezione di riferimento - più proteine di quante ce ne sono stimati geni nel genoma umano. Hanno confrontato i loro risultati per lo stesso numero di precedentemente sequenziato genomi microbici selezionati in modo casuale da database pubblici. Nel genoma microbico da banche dati pubbliche, hanno scoperto 14.064 nuove proteine. Questi dati, dicono i ricercatori, suggeriscono che la raccolta di riferimento HMP è quasi il doppio dell'importo della diversità microbica che è rappresentato da genomi microbici già nelle banche dati pubbliche.
Uno degli obiettivi primari della collezione di riferimento HMP è quello di espandere la capacità dei ricercatori 'a interpretare i dati provenienti da studi metagenomic. Metagenomica è lo studio di una collezione di materiale genetico (genomi) da una comunità mista di organismi. Confrontando i dati di sequenza metagenomic con genomi della collezione di riferimento può aiutare i ricercatori a determinare se siano nuovi o già esistenti sequenze.
Per valutare se la raccolta di riferimento di genomi incontro è stato l'obiettivo sopra, i ricercatori hanno confrontato le sequenze microbiche 16,8 milioni si trovano in banche dati pubbliche per le sequenze del genoma della collezione di riferimento HMP. Hanno trovato che il 62 genomi nella collezione di riferimento hanno mostrato somiglianza con 11,3 milioni di sequenze microbiche in banche dati pubbliche e 6,9 milioni di questi - circa il 41 per cento - corrispondere con le sequenze del genoma della collezione di riferimento.
Questa analisi dimostra che genomi sequenziati come parte della collezione di riferimento aggiungere direttamente ad una comprensione del microbioma umano. Tuttavia, i ricercatori ammonito che almeno un terzo delle sequenze metagenomic non sono ancora rappresentati da qualsiasi genoma nella raccolta di riferimento e che tale analisi si è concentrata solo sul tratto gastrointestinale. Gli autori hanno aggiunto che genomi supplementare che possa esistere in altri luoghi del corpo e il completamento della collezione di riferimento dovrebbe affrontare molti degli organismi non ancora contabilizzati in questa analisi.
La fase iniziale del HMP, che include lo studio in corso, focalizzato sui batteri, ma il futuro sequenziamento del genoma umano e studi microbioma sarà anche acquisire informazioni sui microbi e virus più complessi. Lo sforzo finora ha anche permesso ai ricercatori di creare un quadro di risorse di dati e standard. Inoltre, il progetto è sostenere lo sviluppo di tecnologie innovative e strumenti di calcolo, il coordinamento delle analisi dei dati, e un esame di alcune delle implicazioni etiche, legali e sociali della ricerca microbioma umano.
sequenziamento del genoma di lavoro per il progetto è svolto da centri di HMP-finanziato sequenziamento su larga scala: lo Human Genome Sequencing Center, Baylor College of Medicine, Houston, Washington University Genome Sequencing Center, Washington University School of Medicine, St. Louis; La J . Craig Venter Institute, Rockville, Maryland, e la Piattaforma Sequencing Broad, Broad Institute del MIT / Harvard, Cambridge, Mass.
L'HMP è attualmente il finanziamento di progetti pilota di dimostrazione da parte dei ricercatori che la microbiomes campione di volontari sani e volontari con specifiche malattie corso del prossimo anno. Questo permetterà ai ricercatori di studiare i cambiamenti nel corpo microbioma in siti particolari nei controlli sani rispetto a pazienti affetti da malattie. Questi studi userà i campioni raccolti da sette aree del corpo: l'apparato digerente, la bocca, la pelle, il naso, la vagina, il sangue e l'uretra maschile.
Fonte: National Human Genome Research Institute