Powszechne podejścia do analizy DNA ze społeczności drobnoustrojów, zwanej mikrobiomem, mogą dawać błędne wyniki, w dużej mierze z powodu niekompletnych baz danych używanych do identyfikacji sekwencji DNA drobnoustrojów. Zespół kierowany przez Aiese Cigliano z Sequentia Biotech SL oraz Clemente Fernandez Arias i Federica Bertocchini z Centro de Investigaciones Biologicas Margarita Salas, przedstawia te odkrycia w artykule opublikowanym 8 lutego w ogólnodostępnym czasopiśmie PLOS JEDEN.

Mikrobiomy były przedmiotem intensywnych wysiłków badawczych w ostatnich dziesięcioleciach. Badania te obejmują zarówno próby zrozumienia warunków, takich jak otyłość i autyzm, poprzez badanie ludzkich jelit, jak i znajdowanie drobnoustrojów, które rozkładają toksyczne związki lub wytwarzają biopaliwa, badając społeczności środowiskowe. Najczęściej stosowane metody badania społeczności drobnoustrojów polegają na porównaniu DNA uzyskanego z próbki biologicznej z sekwencjami w bankach danych genomu. Dlatego naukowcy mogą identyfikować tylko te sekwencje DNA, które już znajdują się w bazach danych – fakt, który może poważnie zagrozić wiarygodności danych dotyczących mikrobiomu w nieoczekiwany sposób.

Aby przetestować spójność obecnych metod analizy mikrobiomu, naukowcy wykorzystali symulacje komputerowe do stworzenia wirtualnych społeczności mikrobiomu imitujących rzeczywiste populacje bakterii. Wykorzystali standardowe techniki do analizy społeczności wirtualnych i porównali wyniki z oryginalnym składem. Eksperyment wykazał, że wyniki analiz DNA mogą w niewielkim stopniu przypominać rzeczywisty skład społeczności, a duża liczba gatunków „wykrytych” w analizie nie występuje w rzeczywistości w społeczności.

Po raz pierwszy badanie wykazało istotne wady technik stosowanych obecnie do identyfikacji społeczności drobnoustrojów. Naukowcy doszli do wniosku, że istnieje potrzeba wzmożenia wysiłków w celu zebrania informacji o genomie drobnoustrojów i udostępnienia tych informacji w publicznych bazach danych, aby poprawić dokładność analizy mikrobiomu. W międzyczasie wyniki badań mikrobiomów należy interpretować z ostrożnością, zwłaszcza w przypadkach, gdy dostępne informacje genomowe z tych środowisk są nadal ograniczone.

Autorzy dodają: „To badanie ujawnia wewnętrzne ograniczenia w analizie metagenomicznej wynikające z obecnych ograniczeń bazy danych i sposobu wykorzystania informacji genomowych. Aby zwiększyć wiarygodność danych metagenomicznych, konieczny jest wysiłek badawczy w celu ulepszenia zarówno zawartości bazy danych, jak i metod analizy. Tymczasem do danych metagenomicznych należy podchodzić z dużą ostrożnością”.

#####

W swojej relacji użyj tego adresu URL, aby zapewnić dostęp do bezpłatnie dostępnego artykułu w PLOS JEDEN:

Cytat: Serrano-Antón B, Rodríguez-Ventura F, Colomer-Vidal P, Cigliano RA, Arias CF, Bertocchini F (2023) Wirtualny mikrobiom: ramy obliczeniowe do oceny analiz mikrobiomu. PLoS JEDEN 18(2): e0280391.

Kraje autorów: Hiszpania

Finansowanie: FB i CFA z wdzięcznością dziękują za wsparcie fundacji Roechling. BS był częściowo wspierany z grantu MINECO MTM2017-85020-P. Fundatorzy nie odgrywali żadnej roli w projektowaniu badań, gromadzeniu i analizie danych, podejmowaniu decyzji o publikacji ani przygotowaniu manuskryptu.