Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Bağırsak mikrobiyomunu oluşturan trilyonlarca tekil organizma, hastalıkları ve insan sağlığını büyük ölçüde etkiler. Bu bağlamda daha az net olan şey, bağırsak mikrobiyomunun insan konakçısının genomu tarafından nasıl ve ne ölçüde şekillendirildiğidir.

Nancy E. ve Peter C. Meinig Biyomedikal Mühendisliği Okulu'nda yardımcı doçent ve Mong Family Sesquicentennial Fakülte Üyesi olan Ilana Brito ve yardımcı yazarları, konakçı-mikrobiyom genetik etkileşimlerini incelemek için yeni bir yaklaşım benimsediler ve birçok örneği gösterebildiler. Bir insan konağın genetik yapısının, bağırsak mikrobiyomunun işlevsel performansını doğrudan etkilediği gözlemlendi.

Bilimsel Raporlar dergisinde yayımlanan “İnsan Genomik Varyasyonunun Mikrobiyom İşlevi Üzerindeki Kolektif Etkileri” başlıklı makalede Brito, "Bir hastalığa veya fenotipe tek bir genetik mutasyon neden olduğunda, sorumlu geni bulmak nispeten basit bir süreç olabilir ancak aynı sıklıkla, bütün bir gen grubu, çok daha karmaşık bir mekanizma olan hastalık gibi sonuçlarla etkileşime girebilir. Ayrıca, insan genomu içinde, kişiden kişiye ve hatta aynı kişinin çift kromozomları içinde birçok ardışık varyasyon bulunabilir” ifadesini kullandı.

Tek bir nükleotidin ikamesi ile bir varyasyon üretildiğinde, buna tek nükleotid polimorfizmi (SNP) denir. Benzersiz bir hesaplama ve modelleme yaklaşımı kullanan Brito'nun ekibi, mikrobiyomla ilişkili özellikler, bozukluklar ve kanserlerle ilişkili SNP'leri tanımlayabildi. Başka bir deyişle, insan genomunun bağırsak mikrobiyomunun işlevleri üzerindeki doğrudan etkilerini gösterebildiler.

Clark, "İnsan genomundaki varyasyonu, bağırsak mikrobiyomundaki varyasyonla ilişkilendirmek zor oldu çünkü insan genomu varyantları birbiriyle ilişki içerisinde olmakla birlikte ilgili işlevlere sahip olabilir” dedi.

Mevcut çalışmanın yeniliği, verilerde bu yapıdan yararlanmaktı. Mikrobiyomu oluşturan organizmaların aglomerasyonundaki her türün genetik yapısının aksine, bağırsak mikrobiyomunun işlevine odaklandı; tek genleri incelemek yerine geniş insan gen koleksiyonlarına ve bunların mikrobiyomun işlevleri üzerindeki etkilerine baktı; ve insan bağırsağındaki işlevlerin ve türlerin dağılımını modellemek için yeni bir strateji türü kullandı.

Geçmişteki modeller, metagenomik dizileme veri kümelerinde ortak olan özellikler için uygun değildi. Wells, bu özellikleri hesaba katmak için bir tür olasılık modellemesi olan Tweedie dağılımını kullanma fikrini ortaya attı.

Wells, "Araştırma grubum daha önce doğal dil işlemede bir Tweedie modelleme stratejisi uygulamıştı. Bu araştırmada da model gayet uyumlu görünüyordu. Tweedie modelleme yaklaşımının, metagenomik taksonlardaki ve gen bolluklarındaki ortalama-varyans güç ilişkisini yakalayacak kadar esnek olduğunu ve standart yaklaşımlardan üstün olduğunu bulduk" dedi.

Ayrıca araştırma, Ulusal Sağlık Enstitülerinden bir hibe ile desteklendi.

Çalışma: Cornell Chronicle