SNV кишечных бактерий связали с 69 признаками хозяина у 10 781 человека в шести когортах, Nature

Группа исследователей, создавшая онлайн-каталог SNV-MWAS, опубликовала в Nature фенотип-широкое ассоциативное исследование (PheWAS) однонуклеотидных вариантов (SNV) кишечных микробов. Анализ охватил 12,8 млн SNV и 244 фенотипа и средовых воздействия у 10 781 человека из шести независимых когорт doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗.

Авторы объединили данные шотган-метагеномного секвенирования 11 831 образца кала. Пять когорт из Нидерландов: Dutch Microbiome Project (n = 7955), Lifelines-DEEP (n = 1135), 500-Functional Genomics Project (n = 529), 1000 IBD Project (n = 544) и 300-Obesity (n = 298). Шестая — танзанийская когорта 300TZFG (n = 320) doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗.

Дизайн анализа

Генотипы микробов определяли с помощью GT-Pro в кодирующих («коровых») областях геномов. 244 фактора включали 92 бинарных и 152 непрерывных или порядковых признака; объём выборки на фенотип составлял от 593 до 11 706 doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗.

Авторы разработали подход на основе линейной смешанной модели, который учитывает внутривидовую популяционную структуру, так что ассоциации не зависят от совокупного эффекта линии штамма. Каждую когорту анализировали отдельно, затем проводили метаанализ. Независимые сигналы выделяли группировкой по неравновесию по сцеплению, а устойчивые отбирали пермутационным тестом doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗.

Дополнительные наборы данных Lifelines-DEEP (повторный визит) и 500FG, обработанные двумя наборами для выделения ДНК, использовали только для технической оценки влияния протокола экстракции на профилирование SNV doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗.

Ассоциации и структура белков

Исследование выявило 940 независимых сигналов ассоциации, подтверждённых несколькими когортами. Они связывают 39 663 SNV из 101 вида с 69 фенотипами или воздействиями хозяина, включая возраст, пол, сердечно-сосудистые и метаболические параметры doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗.

Структурный анализ белков показал, что SNV, связанные с фенотипами хозяина, расположены в функционально важных участках белков. По мнению авторов, это позволяет формулировать механистические гипотезы о связи генетических изменений микробов с физиологией хозяина и средой. Пример — связанный с возрастом SNV у Faecalibacterium prausnitzii, затрагивающий аминокислоту в кармане белка, связывающем глутатион doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗.

Результаты являются ассоциациями и не доказывают причинность. Вся сводная статистика доступна в онлайн-каталоге fulab.web.rug.nl/SNV-MWAS, который авторы называют ресурсом для генерации гипотез о функциях кишечной микробиоты на уровне штаммов doi.orgNaturedoi.orgОткрыть источник ↗.