微生物学：腸内マイクロバイオームの機構を調べるためのメタボロミクスパイプライン
Nature 595, 7867 doi: 10.1038/s41586-021-03707-9
腸の微生物は宿主の表現型を調節し、がん免疫療法に対する宿主の応答から代謝疾患や肥満症に至るまで、ヒトの健康への影響の多くに関連している。しかし、ヒトの腸の微生物の正確でハイスループットな機能解析が難しいため、個々の微生物株と宿主の表現型の間の機構的な結び付きを明らかにする取り組みが阻まれている。腸内マイクロバイオームが宿主の生理に影響を及ぼす重要な方法の1つは小分子の産生を介するものだが、この化学的相互作用については、腸で嫌気性生化学反応の産物を検出するために調整されたツールが限られているために解明が遅れている。今回我々は、さまざまなタイプの試料において微生物相依存的代謝物の特定を加速させる、マイクロバイオームに焦点を合わせた統合的質量分析パイプラインを構築した。我々は、833の代謝物からなるライブラリーを用いて、178の腸内微生物株の代謝プロファイルについて報告する。我々はこのメタボロミクスの情報資源を用いて、系統発生と代謝の関係における逸脱を証明し、機械学習を用いてバクテロイデス属（Bacteroides）でこれまで報告されていなかったタイプの代謝を発見するとともに、比較ゲノミクスから生化学的経路の候補を明らかにした。微生物相に依存する代謝物は、ノトバイオートマウスや通常の条件で繁殖させたマウスから得たさまざまな生体液で検出でき、培養細菌の対応するメタボロームプロファイルにまでたどることができた。まとめると、我々のマイクロバイオームに焦点を当てたメタボロミクスパイプラインとインタラクティブなメタボロミクスプロファイルのエクスプローラーは、微生物の特徴や、微生物とその宿主の間の相互作用の特徴を明らかにするための強力なツールである。
