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Inventário incomparável do ecossistema intestinal humano
As bactérias revestem o corpo humano , por dentro e por fora. Eles produzem proteínas que afetam nossa digestão, nossa saúde e nossa suscetibilidade a doenças.
Por Cambridge Network Limited - 21/07/2020

Domínio público

Uma equipe internacional de cientistas reuniu todos os genomas bacterianos conhecidos do microbioma intestinal humano em um único banco de dados grande, permitindo que os pesquisadores explorem as ligações entre genes e proteínas bacterianas e seus efeitos na saúde humana.

Este projeto foi liderado pelo Instituto Europeu de Bioinformática da EMBL (EMBL-EBI) e incluiu colaboradores do Instituto Wellcome Sanger, da Universidade de Trento, dos Institutos Gladstone e do Instituto Genoma Conjunto do Departamento de Energia dos EUA. Seu trabalho foi publicado na Nature Biotechnology .

Mais micróbios que células humanas

As bactérias revestem o corpo humano , por dentro e por fora. Eles produzem proteínas que afetam nossa digestão, nossa saúde e nossa suscetibilidade a doenças. Eles são tão prevalentes que estima-se que o corpo contenha mais células em seu microbioma - bactérias, fungos e outros micróbios - do que células humanas.

"Este catálogo fornece uma fonte muito rica de informações para microbiologistas e clínicos. No entanto, provavelmente descobriremos muito mais espécies bacterianas novas em áreas geográficas sub-representadas, como América do Sul, Ásia e África. Ainda não sabemos muito sobre o assunto. variação na diversidade bacteriana entre diferentes populações humanas ",

Almeida

Para entender o papel que as espécies bacterianas desempenham na biologia humana, os cientistas geralmente as isolam e cultivam em laboratório antes de sequenciarem seu DNA. No entanto, muitas bactérias prosperam em condições que ainda não são reproduzíveis em laboratório.

Para obter informações sobre essas espécies, os pesquisadores adotam outra abordagem: coletam uma única amostra do ambiente - neste caso, o intestino humano - e sequenciam o DNA de toda a amostra. Eles então usam métodos computacionais para reconstruir os genomas individuais de milhares de espécies a partir dessa amostra única. Esse método, chamado metagenômica, oferece uma alternativa poderosa para isolar e sequenciar o DNA de espécies individuais.

Biodiversidade no intestino humano

"No ano passado, três equipes independentes, incluindo a nossa, reconstruíram milhares de genomas de microbiomas intestinais. As grandes questões eram se essas equipes tinham resultados comparáveis ​​e se poderíamos agrupá-las em um inventário abrangente", diz Rob Finn, líder de equipe da EMBL- EBI.

Os cientistas compilaram 200.000 genomas e 170 milhões de seqüências de proteínas de mais de 4.600 espécies bacterianas no intestino humano. Seus novos bancos de dados, a coleção do Genoma Gastrointestinal Humano Unificado e o catálogo de Proteínas Gastrointestinais Unificadas, revelam a enorme diversidade em nossas entranhas e abrem o caminho para novas pesquisas sobre microbiomas.

"Este imenso catálogo é um marco na pesquisa de microbiomas e será um recurso inestimável para os cientistas começarem a estudar e, esperançosamente, entender o papel de cada espécie bacteriana no ecossistema intestinal humano", explica Nicola Segata, pesquisador principal da Universidade de Trento.

O projeto revelou que mais de 70% das espécies bacterianas detectadas nunca foram cultivadas em laboratório - sua atividade no corpo permanece desconhecida. O maior grupo de bactérias que se enquadra nessa categoria é o Comantemales, uma ordem de bactérias intestinais descrita pela primeira vez em 2019 em um estudo liderado pelo Bork Group na EMBL Heidelberg.

"Foi uma verdadeira surpresa ver como as Comantemales são generalizadas. Isso destaca o quão pouco sabemos sobre as bactérias em nosso intestino", explica Alexandre Almeida, bolsista de pós-doutorado EMBL-EBI / Sanger na equipe finlandesa. "Esperamos que nosso catálogo ajude bioinformáticos e microbiologistas a preencher essa lacuna de conhecimento nos próximos anos".

Um recurso de dados livremente acessível

Todos os dados coletados na coleção do Genoma Gastrointestinal Humano Unificado e no catálogo Proteína Gastrointestinal Humana Unificada estão disponíveis gratuitamente no MGnify, um recurso on-line do EMBL-EBI que permite aos cientistas analisar seus dados genômicos microbianos e fazer comparações com os conjuntos de dados existentes.

O projeto já tem vários usuários na comunidade científica. À medida que novos conjuntos de dados emergem das equipes de pesquisa em todo o mundo, o catálogo pode se expandir para incluir os microbiomas de outras partes do corpo, como a pele ou dentro da boca.

"Este catálogo fornece uma fonte muito rica de informações para microbiologistas e clínicos. No entanto, provavelmente descobriremos muito mais espécies bacterianas novas em áreas geográficas sub-representadas, como América do Sul, Ásia e África. Ainda não sabemos muito sobre o assunto. variação na diversidade bacteriana entre diferentes populações humanas ", explica Almeida.

 

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