КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

 

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

---

Номер проекта 22-24-00683

НазваниеОпределение детерминант экологической устойчивости кишечного микробного сообщества человека

Руководитель Клименко Наталья Сергеевна,

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт биологии гена Российской академии наук , г Москва

Конкурс №64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 04 - Биология и науки о жизни; 04-207 - Системная биология; биоинформатика

Ключевые слова биоинформатика, микробиом, микробиота кишечника, респондеры, устойчивость микробиома, разнообразие микробиома, экология бактерий

Код ГРНТИ34.03.23

---

 

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

---

Аннотация
Представленный проект посвящен изучению устойчивости кишечного микробного сообщества человека. Симбиотические микроорганизмы кишечника необходимы для нормального функционирования органов и систем организма хозяина, и изменения их представленности ассоциированы с заболеваниями различной этиологии. Интересным образом, микробиота кишечника характеризуется относительной устойчивостью состава во времени. Состав сообщества одного человека, измеренный с интервалом в несколько месяцев, при отсутствии внешних воздействий будет существенно более схож, чем состав сообщества двух разных людей. Устойчивость микробиоты является ее фундаментальным свойством, необходимым для поддержания симбиотических отношений с организмом хозяина. Внешние воздействия способны приводить к переключению между стабильными состояниями. В случае негативных воздействий, таких как прием антибиотиков, может происходить не только дестабилизация сообщества, но и переход к нездоровым устойчивым состояниям микробиома, провоцирующим дальнейшие нарушения в организме хозяина. Устойчивость кишечной микробиоты обладает свойством межиндивидуальной вариации. В ряде интервенционных исследований было показано, что одно и то же внешнее воздействие в существенно разной степени оказывает влияние на состав микробиоты разных людей. В связи с этим возникла задача поиска биомаркеров, которые могли бы использоваться для предсказания устойчивости микробиома. Такие маркеры наблюдались в отдельных интервенционных исследованиях. Они включают особенности экспрессии генов тканей пищеварительного тракта, уровни определенных метаболитов в крови, а также внутренние характеристики самого микробного сообщества до вмешательства. Особый интерес представляет последняя группа маркеров, так как данные характеристики могут служить мишенью направленной модуляции микробиома, например, для снижения устойчивости его нездоровых состояний. Большой вклад в понимание роли микробиомных маркеров устойчивости внесли фундаментальные работы с применением подходов теоретической экологии. Однако систематического поиска таких маркеров путем мета-анализа данных об изменении микробиома при внешних воздействиях не проводилось. Данная работа направлена на выявление маркеров устойчивости кишечных микробных сообществ при различных внешних воздействиях путем обширного биоинформатического мета-анализа открытых данных. В работе будут рассмотрены такие воздействия, как прием пробиотиков, пребиотиков, изменение паттерна питания, прием лекарственных препаратов. Для данного анализа будут использованы открытые данные ампликонного и shotgun секвенирования кишечной микробиоты. Данные будут обработаны с помощью композиционного статистического анализа, методов машинного обучения, а также с использованием подходов теоретической экологии: анализа графов и математического моделирования. Среди рассмотренных маркеров будут представленности, геномные характеристики, метаболический потенциал и экологические роли микроорганизмов, особенности взаимодействий между микроорганизмами в сообществе, а также общие характеристики сообщества, такие как разнообразие. Будет проведен сравнительный анализ маркеров между различными внешними воздействиями и оценка их вклада в предсказание устойчивости сообщества.

---

 

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

---