メタゲノミクスとメタボロミクスを使用した飼い猫（Felis catus）からの肛門腺分泌における微生物叢と揮発性化合物の特性評価

多くの哺乳類は、バクテリアによって生成された揮発性有機化合物（VOC）にコミュニケーションと行動のために依存していますが、原因となる正確な分子メカニズムまたは細菌種についてはほとんど知られていません。宿主臭気生産に潜在的に関与する生物を特定するために、メタゲノムシーケンス、質量分析ベースのメタボロミクス、および培養して、23個の飼い猫（Felis catus）の肛門腺分泌の微生物および揮発性化学成分をプロファイルしました。肛門腺微生物叢は、バクテロイド、プロテウス、乳酸菌、および連鎖球菌の属の細菌によって支配されており、個々の猫の間で顕著なバリエーションを示したことがわかりました。微生物叢のプロファイルは、宿主の年齢と肥満によっても異なりました。脂肪酸、ケトン、アルデヒド、アルコールなどの代謝物が腺分泌物で検出されました。全体として、マイクロビオームとメタボロームのプロファイルは適度に相関しており（r = 0.17）、腺内の細菌と腺で生成された代謝物との間に関係が存在することを示しています。機能分析により、デヒドロゲナーゼ、レダクターゼ、デカルボキシラーゼなどのVOC代謝に関与する酵素のコードを予測する遺伝子の存在が明らかになりました。メタゲノムデータから、85の高品質のメタゲノム組み立て済みゲノム（MAG）を生成しました。重要なのは、Corynebacterium Frankenforstense、Proteus Mirabilis、Lactobacillus Johnsonii、およびBacteroides Fragilisに分類された4つの雑誌でした。それらは、哺乳類の肛門腺における揮発性合成と香り生産のメカニズムをさらに調査するための強力な候補者を表しています。

Many mammals rely on volatile organic chemical compounds (VOCs) produced by bacteria for their communication and behavior, though little is known about the exact molecular mechanisms or bacterial species that are responsible. We used metagenomic sequencing, mass-spectrometry based metabolomics, and culturing to profile the microbial and volatile chemical constituents of anal gland secretions in twenty-three domestic cats (Felis catus), in attempts to identify organisms potentially involved in host odor production. We found that the anal gland microbiome was dominated by bacteria in the genera Corynebacterium, Bacteroides, Proteus, Lactobacillus, and Streptococcus, and showed striking variation among individual cats. Microbiome profiles also varied with host age and obesity. Metabolites such as fatty-acids, ketones, aldehydes and alcohols were detected in glandular secretions. Overall, microbiome and metabolome profiles were modestly correlated (r = 0.17), indicating that a relationship exists between the bacteria in the gland and the metabolites produced in the gland. Functional analyses revealed the presence of genes predicted to code for enzymes involved in VOC metabolism such as dehydrogenases, reductases, and decarboxylases. From metagenomic data, we generated 85 high-quality metagenome assembled genomes (MAGs). Of importance were four MAGs classified as Corynebacterium frankenforstense, Proteus mirabilis, Lactobacillus johnsonii, and Bacteroides fragilis. They represent strong candidates for further investigation of the mechanisms of volatile synthesis and scent production in the mammalian anal gland.