“FishTaco”可以整理出谁在你的微生物群中做什么

越来越多的证据表明，生活在我们身体上和体内的数万亿微生物影响着我们的健康。总的来说，这些驻留微生物形成了我们的微生物群。

例如，早期的研究发现物种生活在我们肠道中的细菌群落的组成导致了一系列代谢过程的不平衡微生物组可以执行。这种失衡与多种疾病有关，包括肥胖、2型糖尿病、癌症和自身免疫疾病。

这些观察结果表明，通过饮食、药物或其他技术改变我们微生物组中的物种组成，并恢复它们，有可能预防或治疗这些疾病功能的能力．

为了做到这一点，有必要确定哪一种细菌对哪一种功能失衡负责。这绝非易事，因为人类微生物群系中有成百上千种细菌。

发表在杂志上的一篇新论文中细胞宿主和微生物华盛顿大学(University of Washington)的研究人员报告称，他们开发了一种新的计算方法，可以揭示两者的差异有多大细菌种类导致微生物组中与疾病相关的功能失衡。

这篇论文的资深作者、华盛顿大学医学院(University of Washington School of Medicine)基因组科学副教授埃尔哈南·博伦斯坦(Elhanan Borenstein)说:“这种方法让我们能够确定微生物组中哪些微生物物种负责每种功能失衡，从而可以针对它们进行治疗。”博伦斯坦的实验室研究人类微生物组并开发了新的计算方法来建模和分析微生物群。博伦斯坦与奥哈德·马诺(Ohad Manor)共同撰写了这篇论文。马诺曾是博伦斯坦实验室的博士后，是该方法的先驱。

这种方法被称为FishTaco，是“功能转移的分类学贡献者”的缩写，它将科学家用来分析微生物组和识别与疾病的联系的两种最常用的方法结合在一起。它们是分类法和函数法。

简单地说，分类学方法观察微生物的哪种种类或分类组组成了微生物组。相比之下，功能方法观察微生物组中存在的所有基因。

因为基因编码的蛋白质决定了微生物组的活性，微生物组的总基因含量揭示了它的微生物群能够执行什么功能。换句话说，分类方法问的是“谁在那里?”，而函数方法问的是“他们在做什么?”

然而，问题是这两种方法都不能说明问题的全貌，因为许多疾病都与微生物组的分类和功能内容的变化有关。更重要的是，尚不清楚如何将这两种方法结合起来，也不清楚如何确定分类学和功能性疾病关联之间的确切关系。

Borenstein说:“FishTaco结合了分类学和功能方法，将微生物组的物种和基因组成的变化联系起来，并确定驱动不同疾病中观察到的功能失衡的分类群。”

在他们的研究中，Borenstein和Manor还使用FishTaco分析了2型糖尿病和炎症性肠病患者的微生物群，并确定了导致这些疾病功能失衡的类群。他们发现，功能转移通常是由物种的不同组合驱动的。令人惊讶的是，他们进一步发现，在不同疾病中观察到的非常相似的功能失衡，实际上可能是由完全不同的物种所驱动的。

Borenstein说:“我们的研究结果表明，微生物组分类和功能动态之间的联系是非常复杂的，是针对特定疾病的。”“因此，确定每种疾病中导致这种失衡的物种是朝着有针对性的干预措施迈出的重要一步，旨在操纵微生物群的功能能力，促进健康。”

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