Teollistumiseen liittyy ihmisen mikrobiomissa
päätekstissä
ihmisen kanssa symbioosissa elävät suolistobakteerit ovat kokeneet suuria horisontaalisten geeninsiirtojen (HGT) nopeuksia evoluution ajan, ainakin yksilöissä teollisuusmaissa 1,2. On kuitenkin epäselvää, miten HGT: n määrä vertautuu tyypilliseen bakteerien viipymisaikaan ihmisen suolistossa ja miten ihmisen isännän elämäntapa voi vaikuttaa HGT: n nopeuteen ja siirrettyjen geenien tyyppiin.
Jos siirtoaika on hitaampi kuin isännän sisäinen oleskeluaika, yksittäiset mikrobiomit saavat ensisijaisesti uusia toimintoja uusien kantojen hankinnan kautta. Jos siirtonopeus on kuitenkin riittävän nopea, mikrobiomi, joka on bakteeripopulaatioiden 3-5 osalta ”stabiili”, voi kuitenkin kehittyä vastauksena ISÄNTÄKOHTAISIIN YMPÄRISTÖHÄIRIÖIHIN HGT: n kautta, ehkä ruokavalion tai kulttuuristen käytäntöjen muutosten seurauksena.
erityiset esimerkit osoittavat, että HGT: tä voi esiintyä yksittäisessä yksilössä 6-10, erityisesti silloin, kun on olemassa voimakas valinta kohdetoimintoihin, kuten antibioottiresistenssi 11-13. Mutta mikä osa ihmisen mikrobiomin lajeista on hankkinut geenejä toisesta lajista viimeisimmässä ihmisisännässään, ja miten HGT: n aikajänne vertautuu ihmisen kolonisaation aikajänteeseen? Edellisessä tutkimuksessa 1 keskityimme HGTs: ään, jossa sekvenssit ovat samankaltaiset yli 99% ja pituus yli 500bp. Olettamalla tyypillisen molekyylikellon olevan ~1 SNP/genomi / vuosi 14 ja genomin koon 106 bp, nämä kriteerit vastaavat siirtotapahtumia, jotka tapahtuivat 0-10 000 vuotta sitten. Jotta voitaisiin vastata kysymykseen, saavatko vastaavat kannat rutiininomaisesti uutta toiminnallisuutta raskaiden hyötyajoneuvojen avulla, tarvitaan tarkempia arvioita raskaiden hyötyajoneuvojen aikataulusta.
HGT: n nopeuden mittaamiseksi lyhyemmillä aikaväleillä vertasimme saman yksilön sisältä eristettyjen bakteerien välisen siirtymisen määrää eri yksilöiden bakteerien väliseen siirtymiseen. Oletimme, että jos siirtonopeus olisi nopea verrattuna ihmisruumiissa asuvan bakteeriperimän tyypilliseen viipymisaikaan, havaitsisimme suurempia siirtymisasteita samasta isännästä eristettyjen kantojen välillä. Vaihtoehtoisesti, jos siirtoaika olisi riittävän pitkä kuin ihmisen elinikä, havaitsisimme bakteerien välillä samankaltaiset pitoisuudet riippumatta siitä, onko ne eristetty samasta isännästä. Keskittääksemme analyysimme uusimpiin tapahtumiin etsimme suuria lohkoja (>10kb) 100% identtisestä DNA: sta, jotka vastaavat 0-100 vuotta sitten tapahtuneita HGT-tapahtumia, vaikka vahvistamme havaintomme myös käyttämällä lyhyempiä liikkuvia elementtejä, joiden pituus on suurempi kuin 500bp. Tässä tutkimuksessa keskitymme vain siirtoihin, jotka tapahtuvat bakteerilajien välillä, jättäen huomiotta lajien sisäiset geenien rekombinaatiotapahtumat.
olemassa olevia isolaatin genomeja 4,15–19 ei voida käyttää suoran geeninsiirron testaamiseen kahden ihmisen sisällä olevan bakteerin välillä, koska lähes kaikki nämä kannat eristettiin eri yksilöistä. Lisäksi näistä referenssikokoelmista otettiin näytteitä lähes yksinomaan teollistuneilta väestöiltä, eivätkä ne heijasta ihmisten elintapojen moninaisuutta. Siksi analysoimme 6188 uuden viljellyn bakteerisolaatin koko genomin käyttäen ulostenäytteitä, jotka on kerätty 34 yksilöltä 9 ihmispopulaatiosta maailmanlaajuisesti.: Hadza – ja Datoga-populaatiot Tansaniassa, Beti-ja Baka-populaatiot Kamerunissa, Inuiittiyksilöt Kanadan arktisella alueella, saamelaiset ja suomalaiset yksilöt Suomessa sekä yksilöt pohjoisesta Tasankoheimosta Montanassa ja Bostonin alueelta Yhdysvalloissa; täydentävä Kuva 1 täydentävä Taulukko 1 elämäntapojen kuvausta varten). Ryhmitimme bakteerien genomit lajiklustereihin genomien samankaltaisuuden perusteella (käyttäen Mash-etäisyyttä keskimääräisen nukleotidi-identiteetin mittarina, KS.menetelmät). Nämä genomit edustavat 253 bakteerilajia 6 fyla: n alueella, ja ne ryhmitellään 62 tunnettuun ja 54 tuntemattomaan sukuun (Kuva 1a & täydentäviä taulukoita 2 & 3 viljelytietojen ja genomien kokoonpanotilastojen osalta). Tutkittavilla ihmispopulaatioilla oli erilainen geneettinen tausta ja hyvin erilaiset elämäntavat, jotka vaihtelivat teollistuneista metsästäjä-keräilijäyhteisöihin. Otimme näytteitä monista eri lajien bakteerisolaateista kussakin yksilössä, ja havaitsimme tuhansia viimeaikaisia HGT: tä genomitiedoissamme.: yhteensä saimme kiinni 134 958 liikkuvaa alkuainetta eri bakteerilajeista, sekä ihmisten sisällä että niiden välillä. Bakteerien genomeista 57 prosenttia (3556/6188) oli mukana ainakin yhdessä äskettäisessä HGT-tapahtumassa (Kuva 1a), mikä osoittaa, että HGT rehottaa nykyihmisen suolistossa.
(A) Fylogenomipuussa 6 188 ihmisen suolistobakteeri-isolaatista, jotka tuotimme tässä tutkimuksessa ja joista otettiin näytteitä 9 ihmispopulaatiosta. Oksat ovat pääjaksojen värittämiä. Sisä-ja ulkorenkaissa on genomit, joissa havaittiin vähintään 1 HGT suurempi kuin 500bp ja 10kb. (B) HGT taajuudet sisällä ja ihmisten välillä laskettiin käyttäen koko joukon genomeja. Kiinteät viivat edustavat bakteerilajipareja, joista otetaan näytteitä sekä yksilöiden sisällä että niiden välillä. HGT-taajuuden erot väritetään gradientin mukaan harmaasta (ei eroa) punaiseen (ihmisten sisäinen HGT-taajuus on korkeampi kuin ihmisten välinen) tai harmaasta siniseen (ihmisten välinen HGT-taajuus on korkeampi kuin ihmisten sisäinen), tummemmat värit edustavat suurempia eroja. Ihmisillä tavattujen bakteerilajiparien HGT-frekvenssiä verrattiin odotettuun frekvenssiin, joka perustui samojen lajiparien HGT-frekvenssiin eri ihmisillä (p-arvo < 2,2×10-16). Havaitut ja odotetut HGT-frekvenssit laskettiin käyttäen genomivertailujen kokonaismäärää vähintään 1 HGT: llä (KS.menetelmät). Luettelossa on muutamia etäisesti sukua olevia lajipareja, jotka vaihtavat geenejä ihmisten sisällä suuremmalla taajuudella kuin mitä fylogenian perusteella voisi olettaa (KS.Kuva 2A).
havaitsimme, että ihmisten sisällä otetut bakteerilajiparit jakavat todennäköisemmin äskettäin siirretyn DNA: n kuin kahdelta eri henkilöltä otetut samat lajiparit (ihmisen sisällä todettujen HGT-tapahtumien määrää verrattiin odotettuun tapahtumien määrään, joka perustui henkilöiden välisten tapahtumien määrään, lajikoostumuksen ja epätasaisen näytteenottosyvyyden korjaamiseen, Kuva 1b, p-arvo < 2.2×10-16, KS. menetelmät), ja tätä signaalia ohjaavat monet eri bakteerilajit, jotka kattavat erilaisia taksonomisia ryhmiä (Kuva 1a & 1b). Tämä tulos viittaa siihen, että raskaiden tavarankuljetusajoneuvojen aikataulu on lyhyt. Tarkkaan ottaen emme voi erottaa alkuperämaassa tapahtuneita siirtoja isäntämaan vanhemmassa tai jopa isovanhemmassa mahdollisesti tapahtuneista siirroista. On kuitenkin epätodennäköistä, että suuri osa siirroista olisi tapahtunut ennen isännän kolonisaatiota, koska HGT: n kokonaisnopeus on suuri verrattuna kantojen periytymisnopeuteen vanhemmalta (KS.lisätietoja). Nämä tulokset ovat vankkoja analyysimme yksityiskohtien mukaisesti.: HGT-frekvenssin lisääntyminen yksilöissä toistuu, kun analyysit rajoitetaan kuhunkin otospopulaatioon tai kun otetaan huomioon 5,126,962 yli 500bp: n liikkuvaa alkuainetta, jotka jakautuvat 98%: lle (6068/6188) genomeistamme (p-arvo < 2,2×10-16) (Kuva 1a & supp Fig. 2 & 3). Yhdessä nämä tulokset viittaavat siihen, että HGTs esiintyy aikatauluilla, jotka ovat riittävän lyhyitä muokkaamaan suoliston yhteisön toimintoja laajasti ja jatkuvasti yksilön elinaikana.
koska HGT-frekvenssiä ohjaavat ensisijaisesti siirrot, jotka tapahtuvat lähisukulaisten eliöiden kesken ja joilla on taipumus vaihtaa useampia geenejä keskenään kuin kaukaisilla sukulaislajeilla, tutkimme HGT-frekvenssiä useilla fylogeneettisillä etäisyyksillä. Osoitamme, että fylogeneettinen relatediteetti on vahva tekijä HGTs: n kokonaisuudessa (lähisukulaiset lajit siirtävät enemmän geenejä, Lineaarinen Sekavaikutusmalli fit-testi, p-arvo < 2.2×10-16), ja että yksilöiden sisällä tapahtuva voimakas rikastuminen verrattuna yksilöiden väliseen siirtoon tapahtuu kaikilla fylogeneettisillä etäisyyksillä (Kuva 2A), mikä pätee myös silloin, kun otetaan huomioon kaikki yli 500 BP: n suuruiset Raskaslevyt (lisäkuva 4).
fylogenian, runsauden ja soluseinäarkkitehtuurin yksittäiset osuudet mitattiin lineaarisella Sekavaikutusmallilla ja piirrettiin löess-regressioilla, ja luottamusvälit laskettiin keskivirheistä. Kuhunkin tekijään liittyvät p-arvot esitetään kunkin kuvaajan yläpuolella. (A) HGT-taajuus ihmisten sisällä on korkeampi kuin ihmisten välillä kaikilla fylogeneettisillä etäisyysastioilla. Fylogeneettiset etäisyydet johdettiin Fylogenomisesta puusta kuviossa 1a. muutama kaukaista sukua oleva lajipari, jotka vaihtavat geenejä ihmisten sisällä suuremmalla taajuudella kuin mitä fylogeny voisi odottaa, on korostettu kuviossa 1b. B) HGT-taajuus on piirretty lajien runsausastioihin. Bakteerien pitoisuudet ovat yksilökohtaisia, ja ne mitattiin kartoittamalla metagenomisia lukemia yksittäisten genomien kanssa (ks.menetelmät). Käytimme 0,01: n raja-arvoa Erittäin ja heikosti runsaiden bakteerien määrittelyyn. HGT-taajuus ekstrapoloidaan lineaarisesti korkean/matalan kategorian osalta hyvin pienillä fylogeneettisillä etäisyyksillä (katkoviivalla), koska lajipareja ei ole läheistä sukua olevien lajien kanssa tässä kategoriassa. C) HGT-taajuus piirretään soluseinäarkkitehtuurin eri tyyppeihin. Gramvärjäystä käytettiin apuna monodermin tai diderm-bakteerin etsimisessä. Kuten B: ssä, katkoviivalla ekstrapoloidaan gram+/Gram− luokan HGT-taajuus, koska tässä luokassa ei otettu näytteitä lajipareista, joiden fylogeneettiset etäisyydet olivat pienet.
määritettyämme HGT: n nopean aikajänteen kysyimme seuraavaksi, mitkä tekijät ohjaavat geeninvaihtotaajuutta ihmisen suolistossa. Oletimme, että tietyn ekosysteemin erittäin runsaiden lajien pareilla olisi suurempi todennäköisyys geeninvaihtoon verrattuna pareihin, joissa on vähintään yksi vähäisen runsauden laji, riippumatta niiden fylogeneettisestä etäisyydestä, vaikka aiemmin vastustimme runsauden merkittävää roolia HGT-taajuuden 1 hallinnassa. Tätä hypoteesia ei ollut koskaan testattu suoraan, koska aineistoja, jotka yhdistivät syvällisen genominäytteen tarkkoihin runsausarvioihin, ei vielä ollut olemassa. Testataksemme runsaushypoteesia, tuotimme metagenomisia tietoja ulostenäytteistä, joista meillä oli viljeltyjä bakteeri-isolaatteja, ja laskimme kunkin bakteerilajin keskimääräisen runsauden kunkin henkilön sisällä kartoittamalla metagenomisia lukemia isolaattigenomeja vastaan (KS.menetelmät). Havaitsimme, että lajien runsaus on fylogeniasta riippumaton HGT: n (Linear Mixed Effects model fit test, p-arvo = 1,4×10-11) vahva määrittäjä (Kuva 2b), joka toistuu, kun tarkastellaan kaikkia yli 500 BP: n suuruisia HGTs: iä (täydentävä kuva 5). Runsaat bakteerit sitoutuvat todennäköisemmin HGT: hen muiden runsaiden bakteerien kanssa, mikä on sopusoinnussa HGT: n kanonisten mekanismien kanssa (esim.konjugaatio, transformaatio ja transduktio 20), joihin liittyy solujen välinen kontakti tai vapaan DNA: n pääsy ympäristöön.
koska HGT: tä ohjaa fylogeneettinen Etäisyys ja runsaus, ja runsaus on samanlaista isäntäpopulaation 5 yksilöillä, oletimme, että sama suoliston bakteerilaji vaihtaisi geenejä yksilöiden välillä. Testataksemme tätä hypoteesia vertasimme HGT-frekvenssejä bakteerilajipareille, joita oli vähintään 4 yksilöä USA: n kohortissamme. Havaitsimme, että HGT-frekvenssi on homogeeninen kaikilla ihmisillä suurimmalla osalla bakteerilajeista (havaittua ihmisen sisäisen HGT-frekvenssin keskihajontaa verrattiin odotettuun jakaumaan satunnaistamistestillä, jossa oli 1000 permutaatiota, p-arvo < 0.001, täydentävä kuva 6). Tämä viittaa siihen, että yksilöiden jakama runsaslukuinen ydinjoukko tietyssä populaatiossa edustaa geeninvaihdon ydinverkostoa, joka mahdollistaa bakteerien sukujen sopeutumisen isäntäpopulaatiossa vaikuttaviin yhteisiin selektiivisiin paineisiin.
seuraavaksi kysyimme, vaikuttaako solukuorien arkkitehtuuri HGT-taajuuden eroihin fylogeniasta ja runsaudesta riippumatta. Käytimme kunkin bakteerilajin gramvärjäystietoja soluseinän arkkitehtuurin vertailukohtana erottaaksemme gram-positiiviset monodermibakteerit (yksittäinen sytoplasmakalvosto ja paksu peptidoglykaanikerros) gramnegatiivisista didermibakteereista (kaksi kalvoa, jotka ympäröivät ohutta peptidoglykaanikerrosta). Havaitsimme, että Diderm-bakteerit sitoutuvat raskasmetalleihin useammin kuin monoderm-bakteerit riippumatta fylogeniasta ja runsaudesta (p-arvo = 1×10-3, Kuva 2C), mikä on myös havaittu, kun tarkastellaan kaikkia yli 500 BP: n suuruisia raskasmetalleja (täydentävä Kuva 7). Mielenkiintoista on, että HGT-taajuus kahden diderm-bakteerin välillä oli samanlainen kuin HGT-taajuus monodermin ja diderm-bakteerin välillä, mikä viittaa siihen, että diderm-bakteereilla on siirtomekanismeja, joiden avulla ne voivat jakaa DNA-materiaalia paljon laajemman geneettisen taustan kanssa.
siirtyminen ei-teollistuneesta elämäntyylistä teollistuneeseen elämäntapaan liittyy rajuihin muutoksiin mikrobiomien monimuotoisuudessa ja koostumuksessa 21-23. Kuitenkin tiedetään vain vähän siitä, miten nämä elämäntapamuutokset vaikuttivat geeninvaihdon kuvioihin ihmisen suoliston mikrobiomissa.
testataksemme, onko teollistuneen elämäntavan omaavilla ihmispopulaatioilla erilaisia HGT-malleja verrattuna ei-teollistuneen elämäntavan omaaviin populaatioihin, tarkastelimme aineistomme lajipareja, jotka ovat yhteisiä Yhdysvalloissa (Bostonin alueella) asuville yksilöille ja yksilöille, jotka elävät jommassakummassa niistä neljästä populaatiosta, joista meillä on suurin bakteerilajien näytteenotto: Hadza (metsästäjä-keräilijät), Datoga (pastoralistit), Beti (maanviljelijät) ja Baka (siirtymässä metsästäjä-keräilijästä maanviljelijäksi)). Kunkin bakteerilajiparin osalta laskimme keskimääräisen HGT-taajuuden ihmisen väestötasolla tarkastelemalla yhteisiä identtisiä (100%) DNA-lohkoja, jotka ovat suurempia kuin 500bp. Yllättäen huomasimme, että USA: n teollistuneessa populaatiossa otetut lajiparit vaihtoivat geenejä useammin kuin ei-teollistuneissa populaatioissa (Havaittujen ei-teollistuneen populaation HGT-tapahtumien määrää verrattiin oletettuun tapahtumien määrään perustuen teollistuneen populaation tapahtumien määrään, lajikoostumuksen ja epätasaisen näytteenottosyvyyden korjaamiseen, p-arvo < 2,2×10-16, KS.menetelmät) (Kuva 3A). Tämä vaikutus pätee rajattaessa analyysi koskemaan jokaista ei-teollistunutta väestöä erikseen verrattuna Yhdysvaltoihin (kuva 3B). Yhdessä nämä tulokset osoittavat ensimmäistä kertaa, että isäntä elämäntapa muotoja geeninsiirtotaajuudet ihmisen suoliston mikrobiomi. Nämä tulokset viittaavat myös siihen, että siirtyminen teollistuneisiin elämäntapoihin johti perimän mikrobiomissa tapahtuvien geeninsiirtojen voimakkaaseen lisääntymiseen, mikä saattaa johtua lisääntyneestä ympäristön häiriöstä suoliston bakteeripopulaatioille.
vertailimme kaikkien LAJIPARIEN HGT-frekvenssiä, joka on jaettu USA: n kohortin (teollistuneet ihmiset) ja neljän ei-teollistuneen Afrikan kohortin (Hadza-ihmiset, metsästäjä-keräilijät; Beti-ihmiset, maanviljelijät; Datoga-ihmiset, pastoralistit; ja Baka-ihmiset, metsästäjä-keräilijät ja maanviljelijät) välillä. (A) USA: n kohortin ja neljän aggregoidun ei-teollistuneen kohortin HGT-taajuuksien Vertailu. Jokainen rivi edustaa lajiparia, jota esiintyy sekä teollistuneissa että ei-teollistuneissa ryhmissä. Erot väritetään gradientin mukaan harmaasta (ei eroa) violettiin (HGT-taajuus on korkeampi USA: n yksilöillä) tai harmaasta vihreään (HGT-taajuus on korkeampi ei-teollistuneilla yksilöillä), tummemmat värit edustavat suurempia eroja. Havaittujen ei-teollistuneiden populaatioiden HGT-tapahtumien määrää verrattiin odotettavissa olevaan tapahtumamäärään, joka perustui teollistuneiden populaatiotapahtumien määrään (p-arvo < 2, 2 x 10-16) korjaten lajikoostumuksen ja epätasaisen näytteenottosyvyyden. Tärkeää on, että tulokset toistetaan, kun analyysistä poistetaan lajiparit, joilla on suurempi runsaus Yhdysvalloissa (p-arvo < 2, 2 x 10-16), jotta voidaan kontrolloida runsauden vaikutusta HGT-frekvenssiin. B) suoliston bakteerilajit Yhdysvalloissa vaihtavat geenejä tiheämmin kuin ei-teollistuneissa yhteisöissä, johdonmukaisesti neljän ei-teollistuneen etnisen ryhmän kesken (kaikki p-arvot < 2,2×10-16).
järkeiltiin, että jos HGT esiintyy hyvin lyhyellä aikavälillä, siirrettävien geenien tyypin pitäisi heijastaa eri yksilöihin ja populaatioihin liittyviä ainutlaatuisia selektiivisiä paineita 24. Vertailimme ensin laajoja funktionaalisia kategoriaprofiileja käyttäen geeninsiirtoja, joissa oli mukana lajipareja sekä USA: n populaatiosta että joko Hadza -, Beti-tai Datoga-kansoista (Kuva 4A, chi-square Goodness-of-fit test, p-arvot < 0.001).
geenien välinen vahva yhteys liikkuvissa elementeissä merkittiin käyttäen erilaisia referenssigeenifunktiotietokantoja (KS.menetelmät), joilla verrattiin siirrettyjen geenien funktioprofiileja teollistuneiden ja ei-teollistuneiden populaatioiden välillä. Analyysiin otettiin mukaan vain isäntäpopulaatioita, joissa oli riittävä määrä geenejä, joihin oli merkitty tunnettuja ennustettuja funktioita (USA -, Hadza -, Beti-ja Datoga-yhteisöt; Baka-yksilöt poistettiin). Lajien koostumuserojen huomioon ottamiseksi HGT-funktiot laskettiin käyttämällä vertailussa vain lajipareja, jotka ovat kahden vertailevan isäntäpopulaation (USA vs. ei-teollistunut populaatio) yhteisiä. Tästä syystä USA: n toiminnalliset profiilit muuttuvat hieman pairwise-väestövertailuissa. (A) COG-funktionaalisten luokkien profiileja verrattiin käyttäen khiin neliötason hyvyys-of-fit-testiä (***: p-arvot < 0, 001). B) teollistuneiden ja ei-teollistuneiden isäntäpopulaatioiden HGT-määriä verrattiin faagien, plasmidin, transposonin, antibioottiresistenssin ja cazyme-geenien välillä käyttäen kaksiosaisia Z-testejä ja Bonferroni-korjausta useita testejä varten (***: p-arvot < 0, 001).
osoitettuamme, että eri populaatioissa siirrettyjen geenien välillä on laajoja toiminnallisia eroja, keskityimme geeneihin, jotka osallistuvat toimintoihin, joiden arvelimme voivan erota populaatioissa, mukaan lukien liikkuviin alkuaineisiin (fagi, plasmidi, transposoni), antibioottiresistenssiin ja hiilihydraattia hajottaviin (cazyme) toimintoihin liittyvät geenit. Havaitsimme, että teollistuneiden populaatioiden suolistobakteerit vaihtoivat keskenään suurempia suhteellisia määriä plasmidi -, transposoni-ja faagielementtejä (Kuva 4B, kaksiosaiset Z-testit, korjatut p-arvot < 0.001), joka on yhdenmukainen raskaiden hyötyajoneuvojen kokonaispitoisuuden kanssa. Hadza-ja Beti-yksilöt, jotka kuluttavat suuria määriä sulamattomia kuituja, isännöivät suolistobakteereja, jotka vaihtavat cazyme-geenejä korkeammilla taajuuksilla kuin Yhdysvalloissa asuvat yksilöt (Kuva 4B). Datoga-yksilöiden suolistomikrobiomeista löytyi myös erittäin korkeita antibioottiresistenssigeenien siirtymistiheyksiä. Datogat ovat pastoralisteja, jotka kasvattavat pääasiassa karjaa ja kuluttavat eläimistään runsaasti lihaa ja maitotuotteita. Muiden Pohjois-Tansanian paimentolaiskasvattajien tavoin ne antavat karjoilleen antibiootteja 25,26. Tuloksemme viittaavat siihen, että nämä viimeaikaiset maatalouskäytännöt muuttivat nopeasti Datogan ihmisten sisälmyksiä ja ovat jo vaikuttaneet geeninsiirtojen kuvioihin heidän mikrobiomeissaan. Koska kaupallisten mikrobilääkkeiden käyttö on nykyään yleistä kehitysmaiden pastoralististen väestöryhmien keskuudessa, samanlaisia vaikutuksia voi esiintyä monissa väestöryhmissä ympäri maailmaa, mikä vaikuttaa laajemmin mikrobilääkeresistenssin leviämiseen klinikan ulkopuolelle.
lukuisissa tutkimuksissa on selvitetty, miten ruokavalion muutokset ja kliiniset toimenpiteet, kuten ulosteen mikrobiominsiirrot 27,28, vaikuttavat suoliston mikrobiomin koostumukseen. Mekanistisen ymmärryksen päätteleminen koostumusmuutoksista on kuitenkin vaikeaa. Tutkimuksemme paljastaa, että suoliston Mikrobiomissa olevat Raskasmetallit heijastavat kunkin ihmisen isännän ainutlaatuisia valikoivia paineita. HGT-kaavojen avulla voidaan siis tunnistaa kunkin yksilön sisällä toimivat selektiiviset voimat ja saada mekanistisempi käsitys näistä tapahtumista. Tuloksemme osoittavat myös, että koko genomin sekvensointitieto antaa tietoa yksilöllisestä mikrobiomitoiminnasta sellaisella tarkkuudella, jota Suositut lähestymistavat, kuten 16S amplikoni ja metagenominen sekvensointi, eivät voi saavuttaa. Lopuksi, korkea HGT: n määrä ihmisen suolistossa on todennäköisesti viimeaikainen kehitys vastauksena teollistuneeseen elämäntapaan,johon liittyi edelleen radikaaleja muutoksia geenien vaihdossa. Emme ehkä vielä täysin ymmärrä, mitä vaikutuksia näillä raskaan liikenteen taajuuden ja toiminnan muutoksilla on ihmisten terveyteen.