Кишечный микробиом поможет определить город, в котором вы живете
Микробиота кишечника может рассказать о человеке даже больше, чем его акцент — к такому выводу пришли ученые.
Светлана ЛевченкоАвтор новостей
Используя машинное обучение и данные о микробном составе кишечника, ученые из Китая смогли с поразительной точностью — до 94% — определить, из какого города родом человек. Причем речь шла не о разных странах, а о двух соседних городах в пределах одной провинции, что делает результаты особенно неожиданными и важными.
В исследовании приняли участие 381 здоровый взрослый человек из одной и той же этнической группы ханьцев, проживающих в городах Ухань и Шиянь провинции Хубэй. Эти два города расположены на относительно небольшом расстоянии — всего около 500 километров друг от друга, однако различия в микробиоме их жителей оказались настолько отчетливыми, что алгоритмы машинного обучения смогли точно определять место жительства на основании данных из образцов кала. Никто из участников не принимал антибиотики как минимум три месяца до сдачи анализа и не страдал хроническими заболеваниями, что позволило минимизировать возможные искажения.
Для анализа использовался метод метагеномного секвенирования, который позволяет детально изучать как состав кишечной микробиоты, так и ее функциональные возможности. В общей сложности ученые идентифицировали 649 видов бактерий и 515 метаболических путей. Оказалось, что жители Уханя и Шияня отличаются как по микробному разнообразию, так и по активности микробов в пищеварительных процессах. Например, у уханьцев преобладал Bacteroides stercoris — бактерия, которая активно расщепляет сложные углеводы и вырабатывает короткоцепочечные жирные кислоты, оказывающие благотворное влияние на здоровье. В то же время в микробиоте шияньцев доминировала Prevotella copri, также связанная с перевариванием клетчатки, но в совершенно другом контексте пищевого рациона.
Микробиологи отмечают, что вероятным фактором таких различий стала региональная специфика питания. Жители Уханя, расположенного в заболоченной местности, традиционно едят блюда из пресноводной рыбы, корня лотоса и зеленых овощей. В то время как кухня Шияня характеризуется преобладанием блюд из пшеницы с большим количеством острых специй.
В итоге ученые разработали модель машинного обучения, которая учитывала 16 видов бактерий и 12 метаболических путей, специфичных для каждого города. Она продемонстрировала точность в 94%, существенно опередив аналогичные модели, использующие только один из двух параметров. Это говорит о том, что даже в пределах одной провинции микробиота кишечника может обладать уникальным «отпечатком», характерным для конкретного региона.
Безусловно, исследование имеет ограничения — оно охватывает лишь два города, не учитывает пищевые привычки, образ жизни и половые различия участников. Однако его значение трудно переоценить. Полученные данные могут быть использованы в судебной медицине, например, при установлении места происхождения неопознанных останков. Кроме того, ученые подчеркивают необходимость персонализированного подхода к применению пробиотиков и составления диетических рекомендаций с учетом региональных особенностей микробиоты. В будущем сочетание микробиомного анализа и возможностей искусственного интеллекта может стать новым инструментом оценки риска заболеваний и мониторинга общественного здоровья в конкретных географических точках.
Ранее ученые нашли кишечную бактерию, которая впитывает и выводит из организма «вечные химикаты».
Поделиться
