blog

Dec 05, 2023

Avaliando cpn60 para alta

ISME Communications volume 3, Artigo número: 69 (2023) Cite este artigo 329 Acessos 3 Detalhes da Altmetric Metrics Apesar de ser o marcador filogenético mais amplamente utilizado para perfis baseados em amplicon

ISME Communications volume 3, Artigo número: 69 (2023) Citar este artigo

329 Acessos

3 Altmétrico

Detalhes das métricas

Apesar de ser o marcador filogenético mais amplamente utilizado para o perfil de comunidades microbianas baseado em amplicon, a resolução filogenética limitada do gene 16S rRNA limita seu uso para estudos de co-evolução hospedeiro-micróbio. Em contraste, o gene cpn60 é um marcador filogenético universal com maior variação de sequência capaz de resolução em nível de espécie. Esta pesquisa comparou perfis microbianos da pele de mamíferos gerados a partir de abordagens de sequenciamento do gene cpn60 e 16S rRNA, testando padrões de filossimbiose que sugerem associações co-evolutivas entre hospedeiro e micróbio. Um fragmento de ~560 pb do gene cpn60 foi amplificado com primers universais e submetido a sequenciamento de alto rendimento. A classificação taxonômica das sequências cpn60 foi concluída usando um classificador QIIME2 ingênuo-bayesiano criado para este projeto, treinado com um banco de dados cpn60 curado suplementado por NCBI (cpnDB_nr). O conjunto de dados cpn60 foi então comparado com os dados de amplicon do gene 16S rRNA publicados. As comparações de diversidade beta de perfis de comunidades microbianas geradas com amplicons dos genes cpn60 e 16S rRNA não foram significativamente diferentes, com base na análise de Procrustes das distâncias de Bray-Curtis e UniFrac. Apesar das relações semelhantes entre os perfis microbianos da pele, a melhor resolução filogenética fornecida pelo sequenciamento do gene cpn60 permitiu observações de filossimbiose entre perfis de comunidades microbianas e seus hospedeiros mamíferos que não foram previamente observados com perfis do gene 16S rRNA. A investigação subsequente dos táxons de Staphylococcaceae usando o gene cpn60 mostrou maior resolução filogenética em comparação com os perfis do gene 16S rRNA, revelando potenciais associações co-evolutivas entre hospedeiro e micróbio. No geral, nossos resultados demonstram que os genes marcadores 16S rRNA e cpn60 geram padrões comparáveis ​​​​de composição da comunidade microbiana, enquanto o cpn60 facilita melhor as análises, como a filossimbiose, que requerem maior resolução filogenética.

As comunidades microbianas da pele dos mamíferos têm uma influência direta na saúde e na doença do hospedeiro e partilham uma longa história evolutiva com os seus respetivos hospedeiros. Supõe-se que as interações predatórias e nutricionais iniciais entre ancestrais de bactérias e eucariotos modernos levaram à multicelularidade [1], desenvolvendo-se ainda mais para incluir simbioses metabólicas complexas [2] e respostas imunes inatas de vertebrados [3, 4]. Dadas as variações na fisiologia [5], cobertura de cabelo e pêlo [5, 6], origem geográfica e características do habitat [7] e história evolutiva e parentesco [8], o ambiente da pele dos mamíferos promove casos de co-evolução microbiana específica do hospedeiro . Devido à heterogeneidade de nicho conferida pelos hospedeiros mamíferos, acredita-se que a assembleia da comunidade microbiana da pele seja determinística (ou seja, influenciada por fatores ambientais ou do hospedeiro específicos) em vez de estocástica (ou seja, assembleia aleatória e eventos de nascimento e morte) [9]. Para ordens específicas de mamíferos, evidências microbianas demonstram que a filogenia do hospedeiro se correlaciona com a composição da comunidade microbiana, manifestada como “filossimbiose” [8].

A filossimbiose é um padrão em que a composição da comunidade microbiana de um hospedeiro reflete a história ambiental e filogenética do hospedeiro [10,11,12], com espécies hospedeiras mais distantemente relacionadas mostrando maiores diferenças na composição da comunidade microbiana em comparação com aquelas que estão mais intimamente relacionadas [8 ]. A montagem inicial da comunidade microbiana a partir de processos estocásticos ou determinísticos poderia promover interações estreitas entre o hospedeiro e a microbiota associada ao longo do tempo, levando potencialmente a relações co-evolutivas e ao aumento de associações [12]. Usando o marcador filogenético do gene 16S rRNA, Ross et al. mostraram a primeira evidência de filossimbiose nas ordens Perissodactyla e Artiodactyla, que constituem ungulados com dedos ímpares e pares, respectivamente, [8]. O seu estudo também identificou um microbioma central comum a todas as ordens amostradas, representado por bactérias associadas ao solo, como Agrobacterium e Arthrobacter, e táxons do género bacteriano comum da pele Staphylococcus [8, 13, 14], entre outros. Dentro dos primatas, um microbioma axilar central contendo Staphylococcus foi identificado como um contribuidor dominante para a diversidade beta microbiana [5].