Hoogwaardig referentiekader van het menselijk microbioom

Om zo goed mogelijk in kaart te brengen welke functie en effecten de bacteriën van het microbioom op de gezondheid hebben, is het belangrijk om te weten hoe deze bacteriën zich gedragen. Een belangrijke tool om dit ‘gedrag’ te bepalen, is om naar de opbouw van het genoom te kijken. Aan de hand van deze opbouw kan informatie worden gegenereerd op gen-niveau, wat iets zegt over de activiteiten die een bacterie kan uitvoeren. Het eerste grootschalige project wat hier naar heeft gekeken was het Humane Microbioom Project, waarin honderden patiënten werden meegenomen, resulterend in de identificatie van vele honderden nieuwe bacteriële genomen. Op basis van al deze nieuwe “referentie”-genomen van bacteriën werd vervolgens de “Geïntegreerde Gen Catalogus” gecreëerd, waarin alle genen ván de respectievelijke bacteriën werden uiteengezet, en zoveel mogelijk werden beschreven aan de hand van bekende gegevens en verwante eigenschappen op basis van genetische “routes” van activiteit. Gen A heeft bijvoorbeeld een effect op gen B en die weer op gen C, waardoor al deze genen binnen dezelfde route liggen, van bijvoorbeeld ontsteking of cel-opbouw.

Eén belangrijk informatie aspect ontbrak echter aan deze Genen Catalogus. De genen waren namelijk niet terug te herleiden tot de bacterie waaraan ze ontleedt waren. Alleen dát het gen voorkomt in het totale microbioom was bekend, en hoe vaak. Een recente studie heeft dit probleem proberen op te lossen door reeds bekende microbiomen van proefpersonen, te combineren tot één grote dataset. In totaal vonden de onderzoekers tot op de dag van het verwerken van de resultaten meer dan 200.000 verschillende genomen die waren getest in het lab! In totaal bevatten deze genomen meer dan 150 miljoen verschillende genen. Ter vergelijking, de mens heeft in totaal ongeveer 25.000 genen! De nieuwe database is door de onderzoekers de Unified Human Gastrointestinal Protein Catalog (UHGP) genoemd ("De algemene menselijke microbioom eiwitten catalogus").

Door deze nieuwe database is er zodoende een stuk meer bekend over de functionele activiteit van de verschillende bacteriën die voorkomen bij de mens. Een opmerking die hierbij geplaatst moet worden is dat lang niet alle gevonden bacteriën volledig in het lab gekarakteriseerd, ofwel "in cultuur gebracht", zijn (71%). Deze laboratorium karakterisering is de oorspronkelijke eerste stap in de identificatie van de eigenschappen van bacteriën, maar deze techniek wordt momenteel overschaduwd door de opkomst van geavanceerde DNA analyse technieken, zoals gebruikt door MyMicroZoo.


Bron: Nature Biotechnology (2020)