漢民族と2つのイスラム教徒のグループのエンテロタイプの遺伝的組成を分析するメタゲノムアプローチ

人間の腸内では明確な腸型が観察されていますが、微生物叢の遺伝的基礎についてはほとんど知られていません。さらに、集団内または集団間でエンテロタイプの間にどれだけの遺伝的違いが存在するかは明らかではありません。この研究では、16S RRNA遺伝子と腸内微生物叢のメタゲノムの両方が、48のhan中国、48のカザック、96のウイグルから配列決定され、分類局はde novoアセンブリ後に割り当てられました。単一のヌクレオチド多型は、ヒト微生物叢プロジェクトのデータを参照することによっても特定されました。宿主ゲノムのゲノムワイドな関連研究とともに、それらの豊かさと遺伝的組成の観点からの腸界の系統的分析も実施されました。192人の被験者の腸内微生物叢は、明らかに2つのエンテロタイプ（BacteroidesとPrevotella）に分類されました。興味深いことに、両方のエンテロタイプは、特にアミノ酸と炭水化物代謝に関与する遺伝子について、遺伝子の機能的カタログに関して明確な遺伝的分化を示しました。さらに、いくつかの分化した属と遺伝子が3つの集団の中で見つかりました。特に、1つのヒトバリアント（RS878394）が特定され、体脂肪分布、ウエストヒップ比、インスリン感受性に関連する遺伝子であるLyplal1にリンクされているPrevotellaの存在量と有意な関連を示しました。まとめると、エンテロタイプ間の腸微生物で、およびそれらの機能的遺伝子の分類学的組成と遺伝的構成の両方に反映された集団間の腸内微生物でかなりの分化が観察されました。

Distinct enterotypes have been observed in the human gut but little is known about the genetic basis of the microbiome. Moreover, it is not clear how many genetic differences exist between enterotypes within or between populations. In this study, both the 16S rRNA gene and the metagenomes of the gut microbiota were sequenced from 48 Han Chinese, 48 Kazaks, and 96 Uyghurs, and taxonomies were assigned after de novo assembly. Single nucleotide polymorphisms were also identified by referring to data from the Human Microbiome Project. Systematic analysis of the gut communities in terms of their abundance and genetic composition was also performed, together with a genome-wide association study of the host genomes. The gut microbiota of 192 subjects was clearly classified into two enterotypes (Bacteroides and Prevotella). Interestingly, both enterotypes showed a clear genetic differentiation in terms of their functional catalogue of genes, especially for genes involved in amino acid and carbohydrate metabolism. In addition, several differentiated genera and genes were found among the three populations. Notably, one human variant (rs878394) was identified that showed significant association with the abundance of Prevotella, which is linked to LYPLAL1, a gene associated with body fat distribution, the waist-hip ratio and insulin sensitivity. Taken together, considerable differentiation was observed in gut microbes between enterotypes and among populations that was reflected in both the taxonomic composition and the genetic makeup of their functional genes, which could have been influenced by a variety of factors, such as diet and host genetic variation.