پروپیونیک اسید (PPA)، چې یو فنګسي ضد اجنټ او عام غذايي اضافه کونکی دی، په موږکانو کې د غیر معمولي عصبي پراختیا لامل ښودل شوی چې د معدې د اختلال سره مل وي، کوم چې ممکن د کولمو ډیسبیوسس له امله رامینځته شي. د غذايي PPA افشا کیدو او د کولمو مایکروبیوټا ډیسبیوسس ترمنځ اړیکه وړاندیز شوې، مګر په مستقیم ډول نه ده څیړل شوې. دلته، موږ د کولمو مایکروبیوټا جوړښت کې د PPA پورې اړوند بدلونونه څیړلي چې ممکن د ډیسبیوسس لامل شي. د موږکانو د کولمو مایکروبیومز چې غیر درملنې شوي خواړه (n=9) او د PPA بډایه شوي خواړه (n=13) ورکړل شوي وو د اوږد واټن میټاجینومیک ترتیب په کارولو سره ترتیب شوي ترڅو د مایکروبیل جوړښت او باکتریا میټابولیک لارو کې توپیرونه ارزونه وکړي. د رژیم PPA د پام وړ ټیکسا د کثرت زیاتوالي سره تړاو درلود، پشمول د څو باکتروایډز، پریوټیلا، او رومینوکوکس ډولونو، چې غړي یې دمخه د PPA تولید کې ښکیل وو. د PPA افشا شوي موږکانو مایکروبیومز هم د لیپید میټابولیزم او سټرایډ هورمون بایوسینتیسس پورې اړوند ډیرې لارې درلودې. زموږ پایلې ښیې چې PPA کولی شي د کولمو مایکروبیوټا او د هغې اړوند میټابولیک لارې بدل کړي. دا لیدل شوي بدلونونه په ګوته کوي چې محافظت کونکي چې د مصرف لپاره خوندي ګڼل کیږي کولی شي د کولمو مایکروبیوټا جوړښت او په پایله کې د انسان روغتیا اغیزه وکړي.
د انسان مایکرو بایوم اکثرا د "بدن وروستی ارګان" بلل کیږي او د انسان په روغتیا کې مهم رول لوبوي (باکیرو او نومبیلا، ۲۰۱۲). په ځانګړې توګه، د کولمو مایکرو بایوم د خپل سیسټم په کچه نفوذ او په ډیری اړینو دندو کې د رول لپاره پیژندل شوی. کامنسل باکتریا په کولمو کې ډیر شتون لري، ډیری ایکولوژیکي ځایونه نیسي، مغذي مواد کاروي، او د احتمالي ناروغیو سره سیالي کوي (جنډیالا او نور، ۲۰۱۵). د کولمو مایکرو بایوټ متنوع باکتریا اجزا د اړینو مغذي موادو لکه ویټامینونو تولید او د هاضمې هڅولو وړتیا لري (رولینډ او نور، ۲۰۱۸). د باکتریا میټابولیتونه هم ښودل شوي چې د نسجونو پراختیا اغیزه کوي او میټابولیک او معافیت لارې لوړوي (هیجټز او نور، ۲۰۱۱؛ یو او نور، ۲۰۲۲). د انسان د کولمو مایکرو بایوم ترکیب خورا متنوع دی او په جینیاتي او چاپیریالي عواملو لکه رژیم، جنس، درملو، او روغتیا حالت پورې اړه لري (کومبهار او نور، ۲۰۱۹).
د مور خواړه د جنین او نوي زیږیدلي ماشوم د ودې یوه مهمه برخه ده او د هغو مرکباتو یوه احتمالي سرچینه ده چې ممکن په وده اغیزه وکړي (بازر او نور، ۲۰۰۴؛ انیس، ۲۰۱۴). د دې ډول ګټو یو مرکب پروپیونیک اسید (PPA) دی، د لنډ زنځیر غوړ اسید فرعي محصول چې د باکتریا تخمر او د خوړو اضافه کولو څخه ترلاسه کیږي (ډین بیسټین او نور، ۲۰۱۳). PPA د باکتریا ضد او انټي فنګل ملکیتونه لري او له همدې امله د خوړو د محافظت په توګه او په صنعتي غوښتنلیکونو کې د فنګس او باکتریا وده مخنیوي لپاره کارول کیږي (ویمن هوو او نور، ۲۰۱۶). PPA په مختلفو نسجونو کې مختلف اغیزې لري. په ځیګر کې، PPA د میکروفیجونو کې د سایټوکین څرګندولو اغیزه کولو سره د التهاب ضد اغیزې لري (کاواسو او نور، ۲۰۲۲). دا تنظیمي اغیزه په نورو معافیتي حجرو کې هم لیدل شوې، چې د التهاب د کمولو لامل کیږي (هاس او نور، ۲۰۲۱). په هرصورت، په دماغ کې برعکس اغیزه لیدل شوې ده. پخوانیو مطالعاتو ښودلې چې د PPA افشا کول په موږکانو کې د اوټیزم په څیر چلند هڅوي (الانصاري او نور، ۲۰۱۲). نورو مطالعاتو ښودلې چې PPA کولی شي ګلیوسیس رامینځته کړي او په دماغ کې د التهاب ضد لارې فعالې کړي (عبدلي او نور، ۲۰۱۹). ځکه چې PPA یو ضعیف اسید دی، دا کولی شي د کولمو اپیتیلیم له لارې د وینې جریان ته خپریږي او په دې توګه د وینې-دماغ خنډ او همدارنګه پلاسینټا په شمول د محدود خنډونو څخه تیریږي (سټینسن او نور، ۲۰۱۹)، د باکتریا لخوا تولید شوي تنظیمي میټابولایټ په توګه د PPA اهمیت روښانه کوي. که څه هم د اوټیزم لپاره د خطر فکتور په توګه د PPA احتمالي رول اوس مهال تر څیړنې لاندې دی، د اوټیزم سره اشخاصو باندې د هغې اغیزې ممکن د عصبي توپیر هڅولو هاخوا وغځول شي.
د معدې او کولمو نښې نښانې لکه اسهال او قبضیت د عصبي پراختیایي اختلالاتو لرونکو ناروغانو کې عام دي (کاو او نور، ۲۰۲۱). پخوانیو مطالعاتو ښودلې چې د آټیزم سپیکٹرم اختلالاتو (ASD) ناروغانو مایکرو بایوم د صحي اشخاصو څخه توپیر لري، چې د کولمو مایکرو بایوټ ډیسبیوسس شتون وړاندیز کوي (فینګولډ او نور، ۲۰۱۰). په ورته ډول، د کولمو التهابي ناروغیو، چاغوالي، الزایمر ناروغۍ، او نورو ناروغانو مایکرو بایوم ځانګړتیاوې هم د صحي اشخاصو څخه توپیر لري (ټرنبا او نور، ۲۰۰۹؛ ووګټ او نور، ۲۰۱۷؛ هینکي او نور، ۲۰۱۹). په هرصورت، تر نن نیټې پورې، د کولمو مایکرو بایوم او عصبي ناروغیو یا نښو ترمنځ هیڅ لامل اړیکه نه ده رامینځته شوې (یاپ او نور، ۲۰۲۱)، که څه هم ډیری باکتریایي ډولونه فکر کیږي چې د دې ناروغیو په ځینو حالتونو کې رول لوبوي. د مثال په توګه، اکرمانسیا، باکټیرویډز، کلستریډیم، لاکټوباکیلس، ډیسلفوویبریو او نور نسلونه د اوټیزم ناروغانو په مایکروبیوټا کې ډیر زیات دي (ټومووا او نور، 2015؛ ګولوبیوا او نور، 2017؛ کریسټیانو او نور، 2018؛ زوریتا او نور، 2020). د پام وړ، د دې نسل ځینې غړي ډولونه د PPA تولید سره تړلي جینونه لري (ریچارډټ او نور، 2014؛ یون او لی، 2016؛ ژانګ او نور، 2019؛ باور او ډور، 2023). د PPA د انټي مایکروبیل ملکیتونو ته په پام سره، د هغې کثرت زیاتول ممکن د PPA تولیدونکي باکتریا د ودې لپاره ګټور وي (جیکبسن او نور، 2018). په دې توګه، د PFA بډایه چاپیریال ممکن د کولمو مایکروبیوټا کې بدلونونو لامل شي، پشمول د معدې او کولمو رنځجن، کوم چې ممکن د معدې او کولمو نښې نښانې رامینځته کولو احتمالي عوامل وي.
د مایکروبیوم په څیړنه کې یوه مرکزي پوښتنه دا ده چې ایا د مایکروبیل جوړښت کې توپیرونه د اصلي ناروغیو لامل یا علامه ده. د رژیم، د کولمو مایکروبیوم، او عصبي ناروغیو ترمنځ د پیچلي اړیکو د روښانه کولو په لور لومړی ګام د مایکروبیل جوړښت باندې د رژیم اغیزې ارزول دي. د دې هدف لپاره، موږ د اوږدې مودې لوستل شوي میټاجینومیک ترتیب څخه کار واخیست ترڅو د موږکانو د اولادونو د کولمو مایکروبیومونه پرتله کړو چې د PPA بډایه یا PPA کم شوي خواړه ورکړل شوي. اولادونو ته د دوی د میندو په څیر ورته خواړه ورکړل شول. موږ فرضیه وکړه چې د PPA بډایه خواړه به د کولمو مایکروبیل جوړښت او د مایکروبیل فعال لارو کې بدلون راولي، په ځانګړې توګه هغه چې د PPA میټابولیزم او/یا PPA تولید پورې اړه لري.
دې څېړنې د FVB/N-Tg(GFAP-GFP)14Mes/J ټرانسجینک موږکانو (جیکسن لابراتوارونو) څخه کار واخیست چې د ګلیا ځانګړي GFAP پروموټر کنټرول لاندې د مرکزي فلوریډا پوهنتون د څارویو پاملرنې او کارونې کمیټې (UCF-IACUC) لارښوونو تعقیبولو سره شنه فلوروسینټ پروټین (GFP) ډیر څرګندوي (د څارویو کارولو جواز شمیره: PROTO202000002). د شیدو ورکولو وروسته، موږکان په انفرادي ډول په پنجرو کې د هر جنس 1-5 موږکانو سره په هر پنجره کې ځای پر ځای شول. موږکانو ته د پاک کنټرول رژیم (تعدیل شوی خلاص لیبل معیاري رژیم، 16 kcal٪ غوړ) یا د سوډیم پروپیونیټ ضمیمه رژیم (تعدیل شوی خلاص لیبل معیاري رژیم، 16 kcal٪ غوړ، چې 5,000 ppm سوډیم پروپیونیټ لري) سره ورکړل شو. د کارول شوي سوډیم پروپیونیټ مقدار د 5,000 mg PFA/kg ټول خوراکي وزن سره مساوي و. دا د PPA ترټولو لوړ غلظت دی چې د خواړو محافظت کونکي په توګه د کارولو لپاره تصویب شوی. د دې مطالعې لپاره د چمتووالي لپاره، مور او پلار موږکانو ته د ملګرتیا څخه مخکې د 4 اونیو لپاره دواړه خواړه ورکړل شول او د مور د امیندوارۍ په اوږدو کې یې دوام ورکړ. اولاد لرونکي موږکان [22 موږکان، 9 کنټرولونه (6 نارینه، 3 ښځینه) او 13 PPA (4 نارینه، 9 ښځینه)] د مور شیدې واخیستل شوې او بیا د 5 میاشتو لپاره د مور په څیر ورته خواړه ته دوام ورکړل شو. اولاد لرونکي موږکان د 5 میاشتو په عمر کې قرباني شول او د دوی د کولمو د فاضله موادو راټولول وشول او په پیل کې د 1.5 ملی لیتر مایکرو سینټرفیوج ټیوبونو کې په -20 درجو سانتیګراد کې زیرمه شول او بیا د -80 درجو سانتیګراد فریزر ته لیږدول شول تر هغه چې کوربه DNA کم شي او مایکروبیل نیوکلیک اسیدونه استخراج شي.
د کوربه DNA د تعدیل شوي پروتوکول (Charalampous et al., 2019) له مخې لرې شو. په لنډه توګه، د فاضله موادو محتويات 500 µl InhibitEX (Qiagen, Cat#/ID: 19593) ته لیږدول شوي او کنګل شوي زیرمه شوي. په هر استخراج کې اعظمي 1-2 د فاضله موادو پروسس کول. د فاضله موادو محتويات بیا په میخانیکي ډول د ټیوب دننه د پلاستيکي پسټل په کارولو سره همغږي شوي ترڅو سلیري جوړه کړي. نمونې په 10,000 RCF کې د 5 دقیقو لپاره یا تر هغه چې نمونې ګولۍ نه وي سینټرفیوج کړئ، بیا سپرنټینټ اسپیریټ کړئ او ګولۍ په 250 µl 1× PBS کې بیا ځړول کړئ. نمونې ته د یوکریوټیک حجرو غشا نرمولو لپاره د صابون په توګه 250 µl 4.4٪ ساپونین محلول (TCI، د محصول شمیره S0019) اضافه کړئ. نمونې په نرمۍ سره مخلوط شوې تر هغه چې نرمې وي او د 10 دقیقو لپاره د خونې په حرارت کې انکیوبیټ شي. بیا، د یوکاریوټیک حجرو د ګډوډولو لپاره، نمونې ته 350 μl نیوکلیز نه پاک اوبه اضافه شوې، د 30 ثانیو لپاره انکیوبیټ شوې، او بیا 12 μl 5 M NaCl اضافه شوې. بیا نمونې د 5 دقیقو لپاره په 6000 RCF کې سینټرفیوج شوې. سپرنټینټ اسپیریټ کړئ او ګولی په 100 μl 1X PBS کې بیا ځړول کړئ. د کوربه DNA لرې کولو لپاره، 100 μl HL-SAN بفر (12.8568 g NaCl، 4 ml 1M MgCl2، 36 ml نیوکلیز نه پاک اوبه) او 10 μl HL-SAN انزایم (ArticZymes P/N 70910-202) اضافه کړئ. نمونې د پایپټینګ له لارې په بشپړه توګه مخلوط شوې او په 37 درجو سانتی ګراد کې د 30 دقیقو لپاره په 800 rpm کې په Eppendorf™ ThermoMixer C کې اچول شوې. د انکیوبیشن وروسته، د 3 دقیقو لپاره په 6000 RCF کې سینټرفیوج شوی او دوه ځله د 800 µl او 1000 µl 1X PBS سره مینځل شوی. په پای کې، ګولۍ په 100 µl 1X PBS کې بیا ځړول شوې.
د باکتریا ټول DNA د نیو انګلینډ بایولابز مونارک جینومیک DNA پاکولو کټ (نیو انګلینډ بایولابز، ایپسویچ، MA، Cat# T3010L) په کارولو سره جلا شو. د کټ سره چمتو شوي معیاري عملیاتي پروسیجر یو څه بدل شوی. د وروستي اخراج لپاره د عملیاتو دمخه د 60 درجو سانتي ګراد په تودوخه کې د نیوکلیز څخه پاک اوبه انکیوبیټ او وساتئ. په هر نمونې کې 10 µl پروټینیز K او 3 µl RNase A اضافه کړئ. بیا 100 µl سیل لیسیس بفر اضافه کړئ او په نرمۍ سره مخلوط کړئ. بیا نمونې په Eppendorf™ ThermoMixer C کې په 56 درجو سانتي ګراد او 1400 rpm کې لږترلږه 1 ساعت او تر 3 ساعتونو پورې انکیوبیټ شوي. انکیوبیټ شوي نمونې د 3 دقیقو لپاره په 12,000 RCF کې سینټرفیوج شوي او د هرې نمونې څخه سوپرناټینټ د 1.5 ملی لیتر مایکرو سینټرفیوج ټیوب ته لیږدول شوي چې 400 µl پابند محلول لري. بیا ټیوبونه د 5-10 ثانیو لپاره په 1 ثانیو وقفو کې نبض وورتیکس شول. د هرې نمونې ټول مایع مواد (تقریبا 600-700 µL) د فلټر کارتریج ته انتقال کړئ چې د جریان له لارې راټولولو ټیوب کې ځای په ځای شوي. ټیوبونه د 3 دقیقو لپاره په 1,000 RCF کې سینټرفیوج شوي ترڅو لومړني DNA تړلو ته اجازه ورکړي او بیا د 1 دقیقې لپاره په 12,000 RCF کې سینټرفیوج شوي ترڅو پاتې مایع لرې کړي. د نمونې کالم نوي راټولولو ټیوب ته لیږدول شوی او بیا دوه ځله مینځل شوی. د لومړي مینځلو لپاره، په هر ټیوب کې 500 µL د واش بفر اضافه کړئ. ټیوب 3-5 ځله واړوئ او بیا د 1 دقیقې لپاره په 12,000 RCF کې سینټرفیوج کړئ. مایع د راټولولو ټیوب څخه وباسئ او د فلټر کارتریج بیرته ورته راټولولو ټیوب ته واچوئ. د دوهم مینځلو لپاره، 500 µL د واش بفر فلټر ته پرته له دې چې برعکس کړئ اضافه کړئ. نمونې د 1 دقیقې لپاره په 12,000 RCF کې سینټرفیوج شوي. فلټر د ۱.۵ ملی لیتر LoBind® ټیوب ته انتقال کړئ او ۱۰۰ µL مخکې له مخکې ګرم شوي نیوکلیز نه پاک اوبه اضافه کړئ. فلټرونه د خونې په تودوخه کې د یوې دقیقې لپاره انکیوبیټ شوي او بیا د یوې دقیقې لپاره په ۱۲۰۰۰ RCF کې سینټرفیوج شوي. ایلوټ شوی DNA په -۸۰ درجو سانتی ګراد کې زیرمه شوی و.
د DNA غلظت د Qubit™ 4.0 فلورومیټر په کارولو سره اندازه شو. DNA د Qubit™ 1X dsDNA لوړ حساسیت کټ (Cat. No. Q33231) په کارولو سره د جوړونکي لارښوونو سره سم چمتو شو. د DNA ټوټې اوږدوالی ویش د Aglient™ 4150 یا 4200 TapeStation په کارولو سره اندازه شو. DNA د Agilent™ جینومیک DNA ریجنټونو (Cat. No. 5067-5366) او جینومیک DNA سکرین ټیپ (Cat. No. 5067-5365) په کارولو سره چمتو شو. د کتابتون چمتووالی د جوړونکي لارښوونو سره سم د اکسفورډ نانوپور ټیکنالوژیو ™ (ONT) چټک PCR بارکوډینګ کټ (SQK-RPB004) په کارولو سره ترسره شو. DNA د Min106D جریان حجرو (R 9.4.1) سره د ONT GridION™ Mk1 سیکوینسر په کارولو سره ترتیب شو. د ترتیب تنظیمات دا وو: د لوړ دقت اساس زنګ وهل، لږترلږه q ارزښت 9، د بارکوډ تنظیم، او د بارکوډ ټرم. نمونې د ۷۲ ساعتونو لپاره ترتیب شوې وې، وروسته له هغې چې د اساس کال معلومات د نورو پروسس او تحلیل لپاره وسپارل شول.
د بایو انفارمیټکس پروسس د پخوانیو تشریح شویو میتودونو په کارولو سره ترسره شو (ګرینمن او نور، ۲۰۲۴). د ترتیب څخه ترلاسه شوي FASTQ فایلونه د هرې نمونې لپاره په لارښودونو ویشل شوي وو. د بایو انفارمیټکس تحلیل دمخه، معلومات د لاندې پایپ لاین په کارولو سره پروسس شوي وو: لومړی، د نمونو FASTQ فایلونه په یوه واحد FASTQ فایل کې یوځای شوي وو. بیا، د 1000 bp څخه لنډ لوستل د فلټ لونګ v. 0.2.1 په کارولو سره فلټر شوي وو، چې یوازینی پیرامیټر یې بدل شوی و -min_length 1000 (ویک، ۲۰۲۴). د نور فلټر کولو دمخه، د لوستلو کیفیت د نانو پلاټ v. 1.41.3 په کارولو سره د لاندې پیرامیټرو سره کنټرول شوی و: -fastq -plots dot -N50 -o(ډی کوسټر او راډیمکرز، ۲۰۲۳). لوستل د موږک حوالې جینوم GRCm39 (GCF_000001635.27) سره د minimap2 v. 2.24-r1122 په کارولو سره تنظیم شوي ترڅو د کوربه ککړ شوي لوستل د لاندې پیرامیټرو سره لرې کړي: -L -ax map-ont(لي، ۲۰۱۸). تولید شوي سمون فایلونه د سیمټولز ویو -b (ډینیکیک او نور، ۲۰۲۱) په کارولو سره د سیمټولز ویو -b په کارولو سره د BAM فارمیټ ته بدل شول. بیا غیر تنظیم شوي لوستل د سیمټولز ویو -b -f ۴ په کارولو سره وپیژندل شول، چې دا په ګوته کوي چې دا لوستل د کوربه جینوم پورې اړه نلري. غیر تنظیم شوي لوستل د ډیفالټ پیرامیټرو سره د سیمټولز bam2fq په کارولو سره بیرته FASTQ فارمیټ ته بدل شول. نانوپلاټ د مخکې تشریح شوي ترتیباتو په کارولو سره په نورو فلټر شوي لوستلو کې بیا چلول شو. د فلټر کولو وروسته، میټاجینومیک معلومات د میټافلای ویو -b په کارولو سره د لاندې پیرامیټرو سره راټول شول: -نانو-را-میټا (کولموګوروف او نور، ۲۰۲۰). پاتې پیرامیټرونه په خپلو ډیفالټ ارزښتونو کې پریږدئ. د اسمبلۍ وروسته، فلټر شوي لوستل د minimap2 په کارولو سره اسمبلۍ ته نقشه شوي، او -ax map-ont پیرامیټر د SAM بڼه کې د سمون فایل رامینځته کولو لپاره کارول شوی و. اسمبلۍ لومړی د لاندې پیرامیټرو سره د racon v. 1.4.20 په کارولو سره اصلاح شوه: -m 8 -x -6 -g -8 -w 500 -u (واسر او نور، ۲۰۱۷). د racon بشپړیدو وروسته، دا د medaka v. 1.7.2 سره نور هم اصلاح شو، د medaka_consesus په کارولو سره، د -m پیرامیټر پرته ټول پیرامیټرونه د دوی په ډیفالټ ارزښتونو کې پاتې شول. د -m پیرامیټر r941_min_hac_g507 ته ټاکل شوی ترڅو زموږ د معلوماتو لپاره کارول شوي د جریان حجرو کیمیا او د لوړ دقت اساس کالینګ مشخص کړي (نانوپورټیک/میډاکا، ۲۰۲۴). فلټر شوي معلومات (چې له دې وروسته د مایکروبیل معلوماتو په نوم یادیږي) او وروستۍ پاکه شوې ډله د راتلونکو تحلیلونو لپاره کارول شوې.
د ټیکسونومیک طبقه بندي لپاره، لوستل شوي او راټول شوي کانټیګونه د کریکن 2 v. 2.1.2 (ووډ او نور، 2019) په کارولو سره طبقه بندي شوي. د لوستلو او راټولولو لپاره په ترتیب سره راپورونه او د محصول فایلونه تولید کړئ. د لوستلو او راټولولو تحلیل لپاره د -use-names اختیار وکاروئ. د لوستلو برخو لپاره -gzip-کمپریس شوي او -جوړ شوي اختیارونه مشخص شوي. په میټاجینومونو کې د ټیکسا نسبي کثرت د بریکن v. 2.8 (لو او نور، 2017) په کارولو سره اټکل شوی. موږ لومړی د کیمر ډیټابیس جوړ کړ چې د لاندې پیرامیټرو سره د بریکن-بلډ په کارولو سره 1000 اساسات لري: -d-k 35 -l 1000 یوځل چې جوړ شي، بریکن د kraken2 لخوا رامینځته شوي راپور پراساس چلیږي او د لاندې اختیارونو په کارولو سره ډاټا فلټر کوي: -d -I -O-مخ ۱۰۰۰ -ل

د دوی په منځ کې، P، G یا S د تحلیل شوي طبقه بندي کچې پورې اړه لري. د غلط مثبت طبقه بندي اغیز کمولو لپاره، د 1e-4 (1/10,000 لوستلو) لږترلږه نسبي کثرت حد غوره شو. د احصایوي تحلیل څخه دمخه، د بریکن لخوا راپور شوي نسبي کثرت (fraction_total_reads) د مرکزي لاګ تناسب (CLR) بدلون (Aitchison، 1982) په کارولو سره بدل شوي. د CLR میتود د معلوماتو بدلون لپاره غوره شوی و ځکه چې دا پیمانه-غیر متغیر دی او د غیر ویشل شوي ډیټاسیټونو لپاره کافي دی (Gloor et al.، 2017). د CLR بدلون طبیعي لوګاریتم کاروي. د بریکن لخوا راپور شوي د شمیرنې معلومات د نسبي لاګ اظهار (RLE) (انډرز او هوبر، 2010) په کارولو سره نورمال شوي. ارقام د میټپلوټلیب v. 3.7.1، سیبورن v. 3.7.2 او ترتیبي لوګاریتمونو (Gloor et al.، 2017) ترکیب په کارولو سره رامینځته شوي. 0.12.2 او سټینټانوټیشنونه v. 0.5.0 (هنټر، 2007؛ واسکوم، 2021؛ چارلیر او نور، 2022). د هرې نمونې لپاره د باکیلوس/باکټروایډیټس تناسب د نورمال شوي باکتریا شمیرو په کارولو سره محاسبه شو. په جدولونو کې راپور شوي ارزښتونه 4 لسیزو ځایونو ته ګرد شوي دي. د سمپسن تنوع شاخص د کریکن اوزار v. 1.2 پیکج (لو او نور، 2022) کې چمتو شوي alpha_diversity.py سکریپټ په کارولو سره محاسبه شو. د بریکن راپور په سکریپټ کې چمتو شوی او د سمپسن شاخص "Si" د -an پیرامیټر لپاره چمتو شوی. په کثرت کې د پام وړ توپیرونه د اوسط CLR توپیرونو ≥ 1 یا ≤ -1 په توګه تعریف شوي. د ±1 اوسط CLR توپیر د نمونې ډول په کثرت کې 2.7 ځله زیاتوالی په ګوته کوي. نښه (+/-) ښیي چې ایا ټیکسن په ترتیب سره د PPA نمونې او کنټرول نمونې کې ډیر زیات دی. اهمیت د مان-ویټني U ازموینې په کارولو سره ټاکل شوی و (ویرتانین او نور، ۲۰۲۰). د سټیټس ماډلونه v. 0.14 (بینجامیني او هوچبرګ، ۱۹۹۵؛ سیبولډ او پرکټولډ، ۲۰۱۰) کارول شوی و، او د بنجامیني-هوچبرګ پروسیجر د څو ازموینو لپاره د سمون لپاره پلي شوی و. د احصایوي اهمیت د ټاکلو لپاره د p-value ≤ 0.05 تعدیل شوی حد کارول شوی و.
د جین تشریح او نسبي کثرت اټکل د مارانګا او نورو لخوا تشریح شوي پروتوکول د تعدیل شوي نسخې په کارولو سره ترسره شو. (مارانګا او نورو، 2023). لومړی، د 500 bp څخه لنډ کانټیګونه د SeqKit v. 2.5.1 (شین او نورو، 2016) په کارولو سره له ټولو مجلسونو څخه لرې شول. غوره شوي مجلسونه بیا په پین ​​میټاجینوم کې یوځای شول. د خلاص لوستلو چوکاټونه (ORFs) د پروډیګل v. 1.0.1 (د پروډیګل v. 2.6.3 موازي نسخه) په کارولو سره د لاندې پیرامیټرو سره پیژندل شوي: -d-f gff-i -O-T 24 -p meta -C 10000 (Hyett et al., 2012; Jaenicke, 2024). د نیوکلیوټایډ پایله لرونکي فایلونه بیا د پایتون په کارولو سره فلټر شوي ترڅو ټول نیمګړي جینونه لرې کړي. CD-HIT v. 4.8.1 بیا د لاندې پیرامیټرو سره د جینونو کلستر کولو لپاره کارول شوی و: cd-hit-est -i -O-c 0.95 -s 0.85 -aS 0.9 -n 10 -d 256 -M 350000 -T 24 -l 100 -g 1 (Fu et al., 2012). تولید شوی غیر بې ځایه جین کتلاګ د جین کثرت او تشریح اټکل کولو لپاره کارول شوی و. د جین نسبي کثرت د KMA v. 1.4.9 (Clausen et al., 2018) په کارولو سره اټکل شوی و. لومړی، د لاندې پیرامیټرو سره د KMA شاخص په کارولو سره د شاخص فایل جوړ کړئ: -i -Oبیا، د بایو انفارمیټکس پایپ لاین برخه کې تشریح شوي د هرې نمونې لپاره د مایکروبیل لوستلو سره یوځای رامینځته شوي شاخص په کارولو سره، KMA د لاندې پیرامیټرو سره پرمخ وړل شو: -i -O-ټي_ډي بي-bcNano -bc 0.7 -ef -t 24. بیا، د جین شمیرې د CLR په کارولو سره نورمال شوې، او د ساینس کټ زده کړې د اصلي اجزاو تحلیل (PCA) ټولګي کارول شوې (Pedregosa et al.، 2011). د وړاندوینې شوي جین تشریح د eggNOG v. 2.1.12 او د eggNOG ډیټابیس نسخه 5.0.2 د emapper.py سکریپټ په کارولو سره د غیر بې ځایه جین کتلاګ کې د لاندې پیرامیټرو سره ترسره شوه: –itype CDS –cpu 24 -i- د معلوماتو کتلاګ–go_evidence غیر الکترونیکي – محصول- د محصول لارښود– هدف_ارتولوګونه ټول – تخم_ارتولوګ_ویلیو 0.001 – تخم_ارتولوګ_سکور 60 – پوښتنې_کور 20 – موضوع_کور 0 – ژباړه – اوورراید – ټیمپ_ډیر(Cantalapiedra et al.، 2021). د KMA پایلې د کافي ټیمپلیټ پوښښ او ټیمپلیټ پیژندنې (≥ 90٪) او کثرت (ژوروالی ≥ 3) سره جینونو غوره کولو لپاره سکرین شوي. د KMA ژوروالي پایلې د CLR په کارولو سره بدلې شوې لکه څنګه چې پورته تشریح شوي. د KMA پایلې بیا د هر جین لپاره د کانټیګ سرچینې په کارولو سره د فعال تشریح او طبقه بندي پایلو څخه د کانټیګ IDs سره پرتله شوې. لکه څنګه چې د ټیکسا سره، د جین کثرت کې د پام وړ توپیرونه د جینونو په توګه تعریف شوي چې د اوسط CLR توپیر ≥ 1 یا ≤ -1 سره، د یوې نښې (+/-) سره چې دا په ګوته کوي چې جین په ترتیب سره په PPA یا کنټرول نمونو کې ډیر زیات و.
جینونه لومړی د کیوټو انسایکلوپیډیا آف جینز او جینومونو (KEGG) ارتولوګ (KO) پیژندونکو سره سم ګروپ شوي وو چې د eggNOG لخوا ټاکل شوي ترڅو د جین لارې کثرت پرتله کړي. هغه جینونه چې ناک آوټ نلري یا جینونه چې ډیری ناک آوټ لري د تحلیل دمخه لرې شوي. بیا د هر نمونې لپاره د هر KO اوسط کثرت محاسبه شو او احصایوي تحلیل ترسره شو. د PPA میټابولیزم جینونه د هر هغه جین په توګه تعریف شوي چې د KEGG_Pathway کالم کې قطار ko00640 ټاکل شوی و، چې د KEGG مطابق د پروپیونیټ میټابولیزم کې رول په ګوته کوي. هغه جینونه چې د PPA تولید سره تړاو لري په ضمیمه جدول 1 کې لیست شوي دي (ریچارډټ او نور، 2014؛ یانګ او نور، 2017). د PPA میټابولیزم او تولید جینونو پیژندلو لپاره د پرمیوټیشن ازموینې ترسره شوې چې د هر نمونې ډول کې د پام وړ ډیر زیات وو. د تحلیل شوي هر جین لپاره یو زره پرمیوټیشنونه ترسره شول. د 0.05 p- ارزښت د احصایوي اهمیت ټاکلو لپاره د کټ آف په توګه کارول شوی و. د کلستر دننه د استازو جینونو د تشریحاتو پراساس د کلستر دننه انفرادي جینونو ته فعال تشریحات ورکړل شوي. د PPA میټابولیزم او/یا PPA تولید سره تړلی ټیکسا د کریکن 2 آوټ پټ فایلونو کې د کانټیګ IDs سره د ورته کانټیګ IDs سره د eggNOG په کارولو سره د فعال تشریح په جریان کې ساتل شوي پیژندل کیدی شي. د اهمیت ازموینه د مان-ویټني U ازموینې په کارولو سره ترسره شوه چې مخکې تشریح شوې. د ډیری ازموینې لپاره اصلاح د بنجامیني-هچبرګ پروسې په کارولو سره ترسره شوه. د ≤ 0.05 p- ارزښت د احصایوي اهمیت ټاکلو لپاره د کټ آف په توګه کارول شوی و.
د موږکانو د کولمو مایکروبیوم تنوع د سمپسن تنوع شاخص په کارولو سره ارزول شوی و. د کنټرول او PPA نمونو ترمنځ د جینس او ​​نوعو تنوع له مخې هیڅ مهم توپیر ونه لیدل شو (د جینس لپاره p- ارزښت: 0.18، د نوعو لپاره p- ارزښت: 0.16) (شکل 1). بیا د مایکروبیل جوړښت د اصلي اجزاو تحلیل (PCA) په کارولو سره پرتله شو. شکل 2 د دوی د فایلا لخوا د نمونو کلسترینګ ښیې، دا په ګوته کوي چې د PPA او کنټرول نمونو ترمنځ د مایکروبیومونو د نوعو ترکیب کې توپیرونه شتون درلود. دا کلسترینګ د جینس په کچه لږ څرګند و، وړاندیز کوي چې PPA ځینې باکتریاوې اغیزمنوي (ضمیمه انځور 1).
شکل ۱. د موږکانو د کولمو د مایکروبیوم د نسل الفا تنوع او د نوعو ترکیب. د بکس پلاټونه چې د PPA او کنټرول نمونو کې د سمپسن د نسل (A) او نوعو (B) تنوع شاخصونه ښیې. اهمیت د مان-ویټني U ازموینې په کارولو سره ټاکل شوی و، او د بنجامیني-هچبرګ پروسې په کارولو سره ډیری اصلاح ترسره شوې. ns، p-ارزښت د پام وړ نه و (p>0.05).
شکل ۲. د نوعې په کچه د موږکانو د کولمو مایکروبیوم جوړښت د اصلي برخې تحلیل پایلې. د اصلي برخې تحلیل پلاټ د دوی په لومړیو دوو اصلي برخو کې د نمونو ویش ښیې. رنګونه د نمونې ډول په ګوته کوي: د PPA سره مخ شوي موږکان ارغواني دي او کنټرول موږکان ژیړ دي. اصلي برخې ۱ او ۲ په ترتیب سره د x محور او y محور کې پلاټ شوي دي، او د دوی د تشریح شوي توپیر تناسب په توګه څرګند شوي دي.
د RLE بدل شوي شمېرنې معلوماتو په کارولو سره، د کنټرول او PPA موږکانو کې د باکتروایډیټس/باکلي په منځنۍ تناسب کې د پام وړ کمښت لیدل شوی (کنټرول: 9.66، PPA: 3.02؛ p-value = 0.0011). دا توپیر د کنټرولونو په پرتله په PPA موږکانو کې د باکتروایډیټس د لوړ کثرت له امله و، که څه هم توپیر د پام وړ نه و (کنټرول اوسط CLR: 5.51، PPA معنی CLR: 6.62؛ p-value = 0.054)، پداسې حال کې چې د باکتروایډیټس کثرت ورته و (کنټرول اوسط CLR: 7.76، PPA معنی CLR: 7.60؛ p-value = 0.18).
د کولمو د مایکروبیوم د ټیکسونومیک غړو د کثرت تحلیل څرګنده کړه چې د PPA او کنټرول نمونو ترمنځ د 1 فایلم او 77 ډولونو ډیروالی د پام وړ توپیر درلود (ضمیمه جدول 2). د PPA نمونو کې د 59 ډولونو کثرت د کنټرول نمونو په پرتله د پام وړ لوړ و، پداسې حال کې چې د کنټرول نمونو کې یوازې د 16 ډولونو کثرت د PPA نمونو په پرتله لوړ و (شکل 3).
شکل ۳. د PPA او کنټرول موږکانو د کولمو مایکروبیوم کې د ټیکسا توپیر لرونکی کثرت. د آتش فشاني پلاټونه د PPA او کنټرول نمونو ترمنځ د نسل (A) یا ډولونو (B) په کثرت کې توپیر ښیې. خړ ټکي د ټیکسا په کثرت کې د پام وړ توپیر نه ښیې. رنګ شوي نقطې د کثرت کې د پام وړ توپیر ښیې (p-value ≤ 0.05). د نمونې ډولونو ترمنځ د کثرت کې ترټولو لوی توپیر سره پورته 20 ټیکسا په ترتیب سره په سور او سپک نیلي (کنټرول او PPA نمونې) کې ښودل شوي. ژیړ او ارغواني نقطې د کنټرول یا PPA نمونو کې د کنټرولونو په پرتله لږترلږه 2.7 ځله ډیر زیات وو. تورې نقطې د ټیکسا استازیتوب کوي چې د پام وړ مختلف کثرت لري، د -1 او 1 ترمنځ د اوسط CLR توپیرونو سره. د P ارزښتونه د مان-ویټني U ازموینې په کارولو سره محاسبه شوي او د بینجامیني-هچبرګ پروسې په کارولو سره د ډیری ازموینې لپاره سم شوي. د بولډ اوسط CLR توپیرونه په کثرت کې د پام وړ توپیرونه ښیې.
د کولمو د مایکروبیل جوړښت تحلیل کولو وروسته، موږ د مایکروبیوم فعال تشریح ترسره کړ. د ټیټ کیفیت لرونکي جینونو فلټر کولو وروسته، په ټولو نمونو کې ټولټال 378,355 ځانګړي جینونه وپیژندل شول. د دې جینونو بدل شوی کثرت د اصلي اجزاو تحلیل (PCA) لپاره کارول شوی و، او پایلو د دوی د فعال پروفایلونو پراساس د نمونې ډولونو د کلستر کولو لوړه کچه وښودله (شکل 4).
شکل ۴. د PCA پایلې د موږکانو د کولمو مایکروبیوم د فعال پروفایل په کارولو سره. د PCA پلاټ د دوی په لومړیو دوو اصلي برخو کې د نمونو ویش ښیې. رنګونه د نمونې ډول په ګوته کوي: د PPA سره مخ شوي موږکان ارغواني دي او کنټرول موږکان ژیړ دي. اصلي برخې ۱ او ۲ په ترتیب سره د x محور او y محور کې پلاټ شوي دي، او د دوی د تشریح شوي توپیر تناسب په توګه څرګند شوي دي.
موږ بیا د نمونې په مختلفو ډولونو کې د KEGG ناک آوټ کثرت معاینه کړ. ټولټال 3648 ځانګړي ناک آوټ کشف شول، چې له دې جملې څخه 196 د کنټرول نمونو کې د پام وړ ډیر زیات وو او 106 د PPA نمونو کې ډیر زیات وو (شکل 5). په ټولیزه توګه 145 جینونه د کنټرول نمونو کې او 61 جینونه د PPA نمونو کې کشف شول، چې د پام وړ مختلف کثرت سره. د لیپید او امینو شوګر میټابولیزم پورې اړوند لارې د PPA نمونو کې د پام وړ ډیرې بډایه شوې وې (ضمیمه جدول 3). د نایټروجن میټابولیزم او سلفر ریلے سیسټمونو پورې اړوند لارې د کنټرول نمونو کې د پام وړ ډیرې بډایه شوې وې (ضمیمه جدول 3). د امینو شوګر/نیوکلیوټایډ میټابولیزم (ko:K21279) او انوسیټول فاسفیټ میټابولیزم (ko:K07291) پورې اړوند جینونو کثرت د PPA نمونو کې د پام وړ لوړ و (شکل 5). د کنټرول نمونو کې د بینزویټ میتابولیزم (ko:K22270)، نایتروجن میتابولیزم (ko:K00368)، او ګلایکولیسس/ګلوکونیوجینیسیس (ko:K00131) پورې اړوند د پام وړ ډیر جینونه وو (شکل 5).
شکل ۵. د PPA او کنټرول موږکانو په کولمو مایکروبیوم کې د KOs توپیر لرونکی کثرت. د اورشیندۍ پلاټ د فعالو ډلو (KOs) په کثرت کې توپیرونه ښیې. خړ نقطې هغه KOs په ګوته کوي چې کثرت یې د نمونې ډولونو ترمنځ د پام وړ توپیر نه درلود (p-value > 0.05). رنګ شوي نقطې په کثرت کې د پام وړ توپیرونه په ګوته کوي (p-value ≤ 0.05). 20 KOs چې د نمونې ډولونو ترمنځ د کثرت ترټولو لوی توپیرونه لري په ترتیب سره په سور او سپک نیلي کې ښودل شوي، د کنټرول او PPA نمونو سره مطابقت لري. ژیړ او ارغواني نقطې هغه KOs په ګوته کوي چې په ترتیب سره د کنټرول او PPA نمونو کې لږترلږه 2.7 ځله ډیر زیات وو. تور نقطې هغه KOs په ګوته کوي چې د پام وړ مختلف کثرت لري، د -1 او 1 ترمنځ د اوسط CLR توپیرونو سره. د P ارزښتونه د مان-ویټني U ازموینې په کارولو سره محاسبه شوي او د بینجامیني-هچبرګ پروسې په کارولو سره د ډیری پرتله کولو لپاره تنظیم شوي. NaN په ګوته کوي چې KO په KEGG کې د لارې پورې اړه نلري. د CLR د توپیر د زړو اوسط ارزښتونو ارزښتونه په کثرت کې د پام وړ توپیرونه په ګوته کوي. د هغو لارو په اړه د مفصلو معلوماتو لپاره چې لیست شوي KOs ورسره تړاو لري، ضمیمه جدول 3 وګورئ.
د تشریح شویو جینونو په منځ کې، ۱۶۰۱ جینونه د نمونې ډولونو ترمنځ د پام وړ توپیر درلود (p ≤ 0.05)، چې هر جین لږترلږه ۲.۷ ځله ډیر زیات و. د دې جینونو څخه، ۴ جینونه د کنټرول نمونو کې ډیر زیات وو او ۱۵۹۷ جینونه د PPA نمونو کې ډیر زیات وو. ځکه چې PPA د انټي مایکروبیل ملکیتونه لري، موږ د نمونې ډولونو ترمنځ د PPA میټابولیزم او تولید جینونو کثرت معاینه کړ. د ۱۳۳۲ PPA میټابولیزم پورې اړوند جینونو په منځ کې، ۲۷ جینونه د کنټرول نمونو کې د پام وړ ډیر زیات وو او ۱۲ جینونه د PPA نمونو کې ډیر زیات وو. د ۲۲۳ PPA تولید پورې اړوند جینونو په منځ کې، ۱ جین د PPA نمونو کې د پام وړ ډیر زیات وو. شکل ۶A نور هم د PPA میټابولیزم کې د ښکیلو جینونو لوړ کثرت ښیې، د کنټرول نمونو کې د پام وړ لوړ کثرت او د لوی اغیز اندازې سره، پداسې حال کې چې شکل ۶B انفرادي جینونه روښانه کوي چې د PPA نمونو کې د پام وړ لوړ کثرت لیدل کیږي.
شکل ۶. د موږکانو په کولمو مایکرو بایوم کې د PPA پورې اړوند جینونو توپیر لرونکی کثرت. د اور لګېدنې پلاټونه د PPA میټابولیزم (A) او PPA تولید (B) سره تړلي جینونو کې توپیرونه ښیې. خړ نقطې هغه جینونه په ګوته کوي چې کثرت یې د نمونې ډولونو (p-value > 0.05) ترمنځ د پام وړ توپیر نه درلود. رنګین نقطې په کثرت کې د پام وړ توپیرونه په ګوته کوي (p-value ≤ 0.05). هغه 20 جینونه چې په کثرت کې ترټولو لوی توپیرونه لري په ترتیب سره په سور او سپک نیلي (کنټرول او PPA نمونې) کې ښودل شوي. د ژیړ او ارغواني نقطو کثرت د کنټرول نمونو په پرتله د کنټرول او PPA نمونو کې لږترلږه 2.7 ځله ډیر و. تور نقطې د پام وړ مختلف کثرت لرونکي جینونه استازیتوب کوي، د -1 او 1 ترمنځ د اوسط CLR توپیر سره. د P ارزښتونه د مان-ویټني U ازموینې په کارولو سره محاسبه شوي او د بینجامیني-هچبرګ پروسې په کارولو سره د ډیری پرتله کولو لپاره سم شوي. جینونه د غیر بې ځایه جین کتلاګ کې د استازو جینونو سره مطابقت لري. د جین نومونه د KEGG سمبول څخه جوړ دي چې د KO جین په ګوته کوي. د CLR د منځنۍ کچې غټ توپیرونه د پام وړ مختلف کثرت ښیي. یو ډش (-) ښیي چې د KEGG ډیټابیس کې د جین لپاره هیڅ سمبول نشته.
هغه ټیکسا چې د PPA میټابولیزم او/یا تولید پورې اړوند جینونه لري د کانټیګونو د ټیکسونومیک هویت سره د جین د کانټیګ ID سره د پرتله کولو له لارې پیژندل شوي. د جینس په کچه، 130 نسلونه وموندل شول چې د PPA میټابولیزم پورې اړوند جینونه لري او 61 نسلونه وموندل شول چې د PPA تولید پورې اړوند جینونه لري (ضمیمه جدول 4). په هرصورت، هیڅ نسل په کثرت کې د پام وړ توپیرونه نه دي ښودلي (p > 0.05).
د نوعو په کچه، ۱۴۴ باکتریاوې ډولونه وموندل شول چې د PPA میټابولیزم سره تړاو لري او ۶۸ باکتریاوې ډولونه وموندل شول چې د PPA تولید سره تړاو لري. د PPA میټابولیزرانو په منځ کې، اته باکتریاوې د نمونې ډولونو ترمنځ په کثرت کې د پام وړ زیاتوالی ښودلی، او ټولو په اغیز کې د پام وړ بدلونونه ښودلي (ضمیمه جدول ۶). ټول پیژندل شوي PPA میټابولیزرونه چې په کثرت کې د پام وړ توپیر لري د PPA نمونو کې ډیر زیات وو. د نوعو په کچه طبقه بندي د نسلونو استازي څرګند کړل چې د نمونې ډولونو ترمنځ د پام وړ توپیر نه درلود، پشمول د څو باکتروایډونو او رومینوکوکس ډولونه، او همدارنګه د ډنکینیا ډوبوس، مایکسوباکټیریم انټریکا، مونوکوکس پیکټینولیټیکس، او الکالیجینز پولیمورفا. د PPA تولیدونکي باکتریاوو په منځ کې، څلورو باکتریاوو د نمونې ډولونو ترمنځ په کثرت کې د پام وړ توپیرونه ښودلي. هغه ډولونه چې په کثرت کې د پام وړ توپیر لري په کې باکتروایډز نووروسسي، ډنکینیا ډوبوس، مایکسوباکټیریم انټریټیډیس، او رومینوکوکس بوویس شامل وو.
په دې څیړنه کې، موږ د موږکانو د کولمو مایکروبیوټا باندې د PPA افشا کیدو اغیزې معاینه کړې. PPA کولی شي په باکتریا کې مختلف غبرګونونه رامینځته کړي ځکه چې دا د ځینې ډولونو لخوا تولید کیږي، د نورو ډولونو لخوا د خواړو سرچینې په توګه کارول کیږي، یا د انټي مایکروبیل اغیزې لري. له همدې امله، د غذايي ضمیمې له لارې د کولمو چاپیریال ته د هغې اضافه کول ممکن د زغم، حساسیت، او د مغذي سرچینې په توګه د کارولو وړتیا پورې اړه لري مختلف اغیزې ولري. حساس باکتریا ډولونه ممکن له منځه یوړل شي او د هغو لخوا بدل شي چې د PPA په وړاندې ډیر مقاومت لري یا د خواړو سرچینې په توګه د کارولو توان لري، چې د کولمو مایکروبیوټا په ترکیب کې بدلون راولي. زموږ پایلو د مایکروبیل جوړښت کې د پام وړ توپیرونه څرګند کړل مګر په ټولیز مایکروبیل تنوع هیڅ اغیزه ونلري. ترټولو لوی اغیزې د نوعو په کچه لیدل شوي، د PPA او کنټرول نمونو ترمنځ د 70 څخه ډیر ټیکسا په کثرت کې د پام وړ توپیر سره (ضمیمه جدول 2). د PPA افشا شوي نمونو د ترکیب نور ارزونه د غیر افشا شوي نمونو په پرتله د مایکروبیل ډولونو لوی متفاوت څرګند کړ، وړاندیز کوي چې PPA ممکن د باکتریا وده ځانګړتیاوې لوړې کړي او د باکتریا نفوس محدود کړي چې کولی شي د PPA بډایه چاپیریال کې ژوندي پاتې شي. په دې توګه، PPA ممکن په انتخابي ډول بدلونونه رامینځته کړي پرځای یې چې د کولمو مایکروبیوټا تنوع پراخه ګډوډي رامینځته کړي.
د خوړو محافظت کونکي لکه PPA مخکې ښودل شوي چې د کولمو مایکروبیوم اجزاو کثرت بدلوي پرته لدې چې ټول تنوع اغیزمن کړي (ناګپال او نور، ۲۰۲۱). دلته، موږ د باکټروایډیټس ډولونو ترمنځ خورا حیرانونکي توپیرونه ولیدل چې د باکټروایډیټس فایلم (پخوا د باکټروایډیټس په نوم پیژندل شوي) کې وو، کوم چې د PPA سره مخ شوي موږکانو کې د پام وړ بډایه شوي وو. د باکټروایډس ډولونو زیاتوالی د بلغم د زیاتوالي سره تړاو لري، کوم چې ممکن د انتان خطر زیات کړي او التهاب ته وده ورکړي (کورنیک او نور، ۲۰۱۵؛ ډیسای او نور، ۲۰۱۶؛ پینزول او نور، ۲۰۱۹). یوې څیړنې موندلې چې د باکټروایډس فریجیلیس سره درملنه شوي نوي زیږیدلي نارینه موږکانو د آټیزم سپیکٹرم اختلال (ASD) یادونه کوي ټولنیز چلندونه ښودلي (کارمل او نور، ۲۰۲۳)، او نورو مطالعاتو ښودلې چې د باکټروایډس ډولونه کولی شي د معافیت فعالیت بدل کړي او د اتوماتیک التهابي کارډیومیوپیتي لامل شي (ګیل-کروز او نور، ۲۰۱۹). د رومینوکوکس، پریووټیلا او پاراباکټرایډز نسل پورې اړوند ډولونه هم د PPA سره مخ شوي موږکانو کې د پام وړ زیات شوي (کورټي او نور، ۲۰۱۸). د رومینوکوکس ځینې ډولونه د پرو انفلامیټري سایټوکینونو تولید له لارې د کرون ناروغۍ په څیر ناروغیو سره تړاو لري (هینک او نور، ۲۰۱۹)، پداسې حال کې چې د پریووټیلا ډولونه لکه پریووټیلا هوماني د میټابولیک ناروغیو لکه لوړ فشار او انسولین حساسیت سره تړاو لري (پیډرسن او نور، ۲۰۱۶؛ لی او نور، ۲۰۱۷). په پای کې، موږ وموندله چې د باکټیروایډیټس (پخوا د فرمیکیوټ په نوم پیژندل شوی) او باکټیروایډیټس تناسب د PPA سره مخ شوي موږکانو کې د کنټرول شوي موږکانو په پرتله د پام وړ ټیټ و ځکه چې د باکټیروایډیټس ډولونو ټول کثرت ډیر و. دا تناسب پخوا د کولمو د هومیوستاسیس یو مهم شاخص ښودل شوی و، او پدې تناسب کې ګډوډي د مختلفو ناروغیو حالتونو سره تړاو لري (Turpin et al., 2016; Takezawa et al., 2021; An et al., 2023), په شمول د التهابي کولمو ناروغۍ (Stojanov et al., 2020). په ټولیز ډول، د باکتروایډیټس فیلم ډولونه د لوړ شوي غذايي PPA لخوا خورا اغیزمن شوي ښکاري. دا ممکن د PPA لپاره د لوړ زغم یا د انرژي سرچینې په توګه د PPA کارولو وړتیا له امله وي، کوم چې لږترلږه د یو ډول لپاره ریښتیا ښودل شوی، هویلسیلا اینوسیا (Hitch et al., 2022). په بدیل سره، د مور د PPA افشا کول ممکن د جنین پراختیا ته وده ورکړي د موږک اولاد کولمو د باکتروایډیټس استعمار لپاره ډیر حساس کړي؛ په هرصورت، زموږ د مطالعې ډیزاین داسې ارزونې ته اجازه نه ده ورکړې.
د میټاجینومیک محتوا ارزونې د PPA میټابولیزم او تولید سره تړلو جینونو په کثرت کې د پام وړ توپیرونه څرګند کړل، د PPA سره مخ شوي موږکان د PPA تولید لپاره مسؤل جینونو لوړه کثرت ښیې، پداسې حال کې چې غیر PPA سره مخ شوي موږکان د PAA میټابولیزم لپاره مسؤل جینونو لوړه کثرت ښیې (شکل 6). دا پایلې وړاندیز کوي چې د مایکروبیل جوړښت باندې د PPA اغیزه ممکن یوازې د هغې د کارولو له امله نه وي، که نه نو د PPA میټابولیزم سره تړلي جینونو کثرت باید د PPA سره مخ شوي موږکانو د کولمو مایکروبیوم کې لوړ کثرت ښودلی وي. یو توضیح دا دی چې PPA د باکتریا کثرت په عمده توګه د خپلو انټي مایکروبیل اغیزو له لارې منځګړیتوب کوي نه د باکتریا لخوا د مغذي موادو په توګه د کارولو له لارې. پخوانیو مطالعاتو ښودلې چې PPA د سالمونیلا ټایفیموریم وده په خوراک پورې تړلې طریقه منع کوي (جیکبسن او نور، 2018). د PPA لوړ غلظت سره مخ کیدل ممکن د باکتریا لپاره غوره کړي چې د هغې د انټي مایکروبیل ملکیتونو په وړاندې مقاومت لري او ممکن اړین نه وي چې میټابولیز یا تولید کړي. د مثال په توګه، د پاراباکټرایډونو څو ډولونو د PPA نمونو کې د پام وړ لوړ کثرت ښودلی، مګر د PPA میټابولیزم یا تولید پورې اړوند هیڅ جینونه ونه موندل شول (ضمیمه جدولونه 2، 4، او 5). سربیره پردې، د تخمر ضمني محصول په توګه د PPA تولید په پراخه کچه د مختلفو باکتریاوو ترمنځ ویشل شوی (ګونزالیز-ګارسیا او نور، 2017). د باکتریا لوړ تنوع ممکن د کنټرول نمونو کې د PPA میټابولیزم پورې اړوند جینونو د لوړ کثرت لامل وي (Averina او نور، 2020). سربیره پردې، د 1332 جینونو څخه یوازې 27 (2.14٪) وړاندوینه شوې وه چې جینونه په ځانګړي ډول د PPA میټابولیزم سره تړاو لري. د PPA میټابولیزم سره تړلي ډیری جینونه په نورو میټابولیک لارو کې هم ښکیل دي. دا نور هم ښیي چې د PPA میټابولیزم کې ښکیل جینونو کثرت د کنټرول نمونو کې لوړ و؛ دا جینونه ممکن په هغو لارو کې فعالیت وکړي چې د PPA کارولو یا د فرعي محصول په توګه د جوړښت پایله نه لري. پدې حالت کې، یوازې یو جین چې د PPA نسل سره تړاو لري د نمونې ډولونو ترمنځ په کثرت کې د پام وړ توپیرونه ښودلي. د PPA میټابولیزم سره تړلو جینونو برعکس، د PPA تولید لپاره مارکر جینونه غوره شوي ځکه چې دوی په مستقیم ډول د PPA تولید لپاره د باکتریا په لاره کې ښکیل دي. په PPA سره مخ شوي موږکانو کې، ټول ډولونه د PPA تولید لپاره د پام وړ زیاتوالي او ظرفیت سره وموندل شول. دا د وړاندوینې ملاتړ کوي چې PPA به د PPA تولیدونکي غوره کړي او له همدې امله وړاندوینه کوي چې د PPA تولید ظرفیت به زیات شي. په هرصورت، د جین کثرت اړین نه دی چې د جین اظهار سره اړیکه ولري؛ په دې توګه، که څه هم د PPA میټابولیزم سره تړلي جینونو کثرت د کنټرول نمونو کې لوړ دی، د بیان کچه ممکن توپیر ولري (شی او نور، 2014). د PPA تولیدونکي جینونو او د PPA تولید د خپریدو ترمنځ اړیکه تاییدولو لپاره، د PPA تولید کې د ښکیل جینونو د اظهار مطالعاتو ته اړتیا ده.
د PPA او کنټرول میټاجینومونو فعال تشریح ځینې توپیرونه څرګند کړل. د جین مینځپانګې د PCA تحلیل د PPA او کنټرول نمونو ترمنځ جلا کلسترونه څرګند کړل (شکل 5). د نمونې دننه کلستر کول څرګنده کړه چې د کنټرول جین مینځپانګه ډیر متنوع وه، پداسې حال کې چې د PPA نمونې یوځای کلستر شوي. د جین مینځپانګې لخوا کلستر کول د نوعو جوړښت لخوا کلستر کولو سره پرتله کیدونکی و. پدې توګه، د لارې کثرت کې توپیرونه د ځانګړو نوعو او د دوی دننه د نوعو په کثرت کې بدلونونو سره مطابقت لري. د PPA نمونو کې، دوه لارې چې د پام وړ لوړې کثرت لري د امینو شوګر / نیوکلیوټایډ شکر میټابولیزم (ko:K21279) او د څو لیپید میټابولیزم لارو (ko:K00647، ko:K03801؛ ضمیمه جدول 3) پورې اړه لري. د ko:K21279 سره تړلي جینونه د باکټیروایډز جینس سره تړاو لري، یو له هغه نسل څخه چې د PPA نمونو کې د نوعو د پام وړ لوړ شمیر لري. دا انزایم کولی شي د کیپسولر پولیساکرایډونو څرګندولو سره د معافیت غبرګون څخه مخنیوی وکړي (وانګ او نور، 2008). دا ممکن د PPA سره مخ شوي موږکانو کې د باکټروایډیټس زیاتوالي لامل شي. دا د PPA مایکرو بایوم کې لیدل شوي د غوړ اسید ترکیب زیاتوالی بشپړوي. باکتریا د غوړ اسیدونو تولید لپاره د FASIIko:K00647 (fabB) لاره کاروي، کوم چې ممکن د کوربه میټابولیک لارو اغیزه وکړي (Yao and Rock, 2015; Johnson et al., 2020)، او د لیپید میټابولیزم کې بدلونونه ممکن په عصبي پراختیا کې رول ولوبوي (Yu et al., 2020). بله لاره چې د PPA نمونو کې د زیاتوالي ښودنه کوي د سټرایډ هورمون بایوسینتیسس (ko:K12343) وه. مخ په زیاتیدونکي شواهد شتون لري چې د کولمو مایکروبیوټا وړتیا ترمنځ یو معکوس اړیکه شتون لري چې د هورمون کچه اغیزه وکړي او د هورمونونو لخوا اغیزمن شي، لکه د سټرایډ لوړه کچه ممکن د ښکته روغتیا پایلې ولري (Tetel et al., 2018).
دا څیړنه د محدودیتونو او ملاحظاتو پرته نه ده. یو مهم توپیر دا دی چې موږ د څارویو فزیولوژیکي ارزونه نه ده ترسره کړې. له همدې امله، دا ممکنه نه ده چې په مستقیم ډول پایله وکړو چې ایا په مایکروبیوم کې بدلونونه د کومې ناروغۍ سره تړاو لري. بله پاملرنه دا ده چې پدې څیړنه کې موږکانو ته د دوی د میندو په څیر ورته خواړه ورکړل شوي وو. راتلونکي مطالعات ممکن دا معلومه کړي چې ایا د PPA بډایه رژیم څخه د PPA وړیا رژیم ته بدلول په مایکروبیوم باندې د هغې اغیزې ښه کوي. زموږ د مطالعې یو محدودیت، لکه د ډیری نورو په څیر، د نمونې محدود اندازه ده. که څه هم معتبر پایلې ترلاسه کیدی شي، د پایلو تحلیل کولو پرمهال به د نمونې لوی اندازه لوی احصایوي ځواک چمتو کړي. موږ د کولمو مایکروبیوم کې د بدلونونو او د کومې ناروغۍ ترمنځ د اړیکې په اړه د پایلو د راټولولو په اړه هم محتاط یو (یاپ او نور، 2021). د عمر، جنس او ​​رژیم په ګډون مغشوش عوامل کولی شي د مایکرو ارګانیزمونو جوړښت باندې د پام وړ اغیزه وکړي. دا عوامل ممکن هغه تضادونه تشریح کړي چې په ادب کې د کولمو مایکروبیوم د پیچلو ناروغیو سره د تړاو په اړه لیدل شوي (جانسن او نور، 2019؛ لاګوډ او ناصر، 2023). د مثال په توګه، د باکټروایډیټس نسل غړي په ASD اخته څارویو او انسانانو کې یا زیات شوي یا کم شوي ښودل شوي دي (انجیلس او نور، ۲۰۱۳؛ کوشک او نور، ۲۰۱۷). په ورته ډول، د التهابي کولمو ناروغیو ناروغانو کې د کولمو جوړښت مطالعاتو په ورته ټیکسا کې زیاتوالی او کمښت دواړه موندلي دي (والټرز او نور، ۲۰۱۴؛ فوربس او نور، ۲۰۱۸؛ اپادیه او نور، ۲۰۲۳). د جنسیت د تعصب اغیز محدودولو لپاره، موږ هڅه وکړه چې د جنسونو مساوي استازیتوب ډاډمن کړو ترڅو توپیرونه ډیری احتمال د رژیم لخوا پرمخ وړل شي. د فعال تشریح یوه ننګونه د غیر ضروري جین ترتیبونو لرې کول دي. زموږ د جین کلستر کولو میتود د 95٪ ترتیب پیژندنې او 85٪ اوږدوالي ورته والي ته اړتیا لري، او همدارنګه د غلط کلستر کولو له منځه وړلو لپاره 90٪ سمون پوښښ ته اړتیا لري. په هرصورت، په ځینو مواردو کې، موږ د ورته تشریحاتو سره COGs ولیدل (د بیلګې په توګه، MUT) (انځور 6). نورو مطالعاتو ته اړتیا ده ترڅو معلومه شي چې ایا دا ارتولوګونه جلا دي، د ځانګړي نسل سره تړاو لري، یا دا د جین کلستر کولو طریقې محدودیت دی. د فعال تشریح یو بل محدودیت احتمالي غلط طبقه بندي ده؛ د باکتریا جین mmdA یو پیژندل شوی انزایم دی چې د پروپیونیټ ترکیب کې ښکیل دی، مګر KEGG دا د پروپیونیټ میټابولیک لارې سره نه تړاو لري. برعکس، scpB او mmcD ارتولوګونه تړاو لري. د ټاکل شوي ناک آوټ پرته د جینونو لوی شمیر ممکن د جین کثرت ارزولو پرمهال د PPA پورې اړوند جینونو پیژندلو کې د ناتوانۍ لامل شي. راتلونکي مطالعات به د میټا ټرانسکرپټوم تحلیل څخه ګټه پورته کړي، کوم چې کولی شي د کولمو مایکروبیوټا د فعال ځانګړتیاو ژوره پوهه چمتو کړي او د جین څرګندونه د احتمالي ښکته جریان اغیزو سره وصل کړي. د ځانګړو عصبي پراختیایی اختلالاتو یا د کولمو التهابي ناروغیو پورې اړوند مطالعاتو لپاره، د څارویو فزیولوژیکي او چلند ارزونو ته اړتیا ده ترڅو د مایکروبیوم جوړښت کې بدلونونه د دې اختلالاتو سره وصل کړي. د کولمو مایکروبیوم د میکروب څخه پاک موږکانو ته د لیږدولو اضافي مطالعات به هم ګټور وي ترڅو معلومه کړي چې ایا مایکروبیوم د ناروغۍ چلوونکی یا ځانګړتیا ده.
په لنډه توګه، موږ وښودله چې د غذايي موادو PPA د کولمو د مایکروبیوټا د جوړښت د بدلون لپاره د یو فکتور په توګه کار کوي. PPA د FDA لخوا تصویب شوی محافظوي مواد دی چې په پراخه کچه په مختلفو خواړو کې موندل کیږي چې د اوږدې مودې سره مخ کیدو سره، کولی شي د کولمو د نورمال نباتاتو د ګډوډۍ لامل شي. موږ د ډیری باکتریا په کثرت کې بدلونونه وموندل، چې وړاندیز کوي چې PPA کولی شي د کولمو د مایکروبیوټا جوړښت اغیزه وکړي. په مایکروبیوټا کې بدلونونه کولی شي د ځینې میټابولیک لارو په کچه کې بدلون راولي، کوم چې کولی شي د فیزولوژیکي بدلونونو لامل شي چې د کوربه روغتیا سره تړاو لري. د دې معلومولو لپاره نورو مطالعاتو ته اړتیا ده چې ایا د مایکروبیل جوړښت باندې د غذايي موادو PPA اغیزې کولی شي ډیسبیوسس یا نورو ناروغیو لامل شي. دا څیړنه د راتلونکو مطالعاتو لپاره بنسټ ایږدي چې څنګه د کولمو په جوړښت باندې د PPA اغیزې ممکن د انسان روغتیا اغیزه وکړي.
هغه معلوماتي سیټونه چې پدې څیړنه کې وړاندې شوي دي په آنلاین زیرمو کې شتون لري. د زیرمو نوم او د لاسرسي شمیره دا ده: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/, PRJNA1092431.
دا د څارویو مطالعه د مرکزي فلوریډا پوهنتون د څارویو پاملرنې او کارولو ادارې کمیټې (UCF-IACUC) لخوا تصویب شوه (د څارویو کارولو جواز شمیره: PROTO202000002). دا څیړنه د ځایی قوانینو، مقرراتو، او اداري اړتیاو سره سمون لري.
NG: مفهوم جوړول، د معلوماتو تنظیم، رسمي تحلیل، څیړنه، میتودولوژي، سافټویر، لید، لیکنه (اصلي مسوده)، لیکنه (بیاکتنه او ایډیټ کول). LA: مفهوم جوړول، د معلوماتو تنظیم، میتودولوژي، سرچینې، لیکنه (بیاکتنه او ایډیټ کول). SH: رسمي تحلیل، سافټویر، لیکنه (بیاکتنه او ایډیټ کول). SA: تحقیق، لیکنه (بیاکتنه او ایډیټ کول). مشر قاضي: تحقیق، لیکنه (بیاکتنه او ایډیټ کول). SN: مفهوم جوړول، د پروژې اداره، سرچینې، څارنه، لیکنه (بیاکتنه او ایډیټ کول). TA: مفهوم جوړول، د پروژې اداره، څارنه، لیکنه (بیاکتنه او ایډیټ کول).
لیکوالانو اعلان وکړ چې دوی د دې مقالې د څیړنې، لیکوالۍ، او/یا خپرولو لپاره هیڅ مالي ملاتړ نه دی ترلاسه کړی.
لیکوالان اعلان کوي ​​چې څیړنه د هیڅ ډول سوداګریزو یا مالي اړیکو په نشتوالي کې ترسره شوې چې د ګټو د احتمالي ټکر په توګه تعبیر شي. د تطبیق وړ نه ده.
په دې مقاله کې څرګند شوي ټول نظرونه یوازې د لیکوالانو دي او اړینه نه ده چې د دوی د ادارو، خپرونکو، مدیرانو یا بیاکتونکو نظرونه منعکس کړي. په دې مقاله کې ارزول شوي هر محصول، یا د دوی د تولید کونکو لخوا کومې ادعاوې، د خپرونکي لخوا تضمین یا تایید شوي ندي.
د دې مقالې لپاره اضافي مواد آنلاین موندل کیدی شي: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frmbi.2024.1451735/full#supplementary-material
عبدلي ایل ایس، صمصام اې، ناصر ایس اے (۲۰۱۹). پروپیونیک اسید د آټیزم سپیکٹرم اختلالاتو کې د PTEN/AKT لارې تنظیمولو سره ګلیوسیس او نیورو انفلاسیون هڅوي. ساینسي راپورونه ۹، ۸۸۲۴–۸۸۲۴. doi: ۱۰.۱۰۳۸/s۴۱۵۹۸-۰۱۹-۴۵۳۴۸-z
ایچیسن، جي. (۱۹۸۲). د ترکیبي معلوماتو احصایوي تحلیل. جي آر سټیټ سوک سیر بي میتودول. ۴۴، ۱۳۹-۱۶۰. doi: ۱۰.۱۱۱۱/j.۲۵۱۷-۶۱۶۱.۱۹۸۲.tb01195.x
اهن جي، کوون ایچ، کیم وای جي (۲۰۲۳). د سینې سرطان لپاره د خطر فکتور په توګه د فرمیکیوټ/باکټروایډیټ تناسب. د کلینیکي طب ژورنال، ۱۲، ۲۲۱۶. doi: ۱۰.۳۳۹۰/jcm۱۲۰۶۲۲۱۶
انډرس ایس، هوبر ډبلیو. (۲۰۱۰). د ترتیب شمېرنې معلوماتو د توپیري بیان تحلیل. نیټ مخکینی ۱-۱، ۱-۱۰. doi: ۱۰.۱۰۳۸/npre.۲۰۱۰.۴۲۸۲.۱
انجلیس، ایم ډي، پیکولو، ایم، وینینی، ایل، سیراګوسا، ایس، جیاکومو، ای ډي، سیرازانیټي، ډي آی، او نور (۲۰۱۳). د اوټیزم او پراخې پراختیایي اختلال سره په ماشومانو کې د فیکل مایکروبیوټا او میټابولوم چې په بل ډول مشخص شوی نه دی. PloS One 8، e76993. doi: 10.1371/journal.pone.0076993
ایورینا او وي، کووټون اې ایس، پولیاکووا ایس آی، ساویلووا اې ایم، ریبریکوف ډي وي، ډینیلینکو وي این (۲۰۲۰). د اوټیزم سپیکٹرم اختلالاتو سره په کوچني ماشومانو کې د کولمو مایکروبیوټا باکتریایي نیورومیټابولیک ځانګړتیاوې. د طبي مایکروبیولوژي ژورنال ۶۹، ۵۵۸-۵۷۱. doi: ۱۰.۱۰۹۹/jmm.۰.۰۰۱۱۷۸
باکیرو ایف.، نومبیلا کې. (۲۰۱۲). مایکروبیوم د انسان د غړي په توګه. کلینیکي مایکروبیولوژي او انتان ۱۸، ۲-۴. doi: ۱۰.۱۱۱۱/j.۱۴۶۹-۰۶۹۱.۲۰۱۲.۰۳۹۱۶.x
بور ټي.، ډور پي. (۲۰۲۳). د پروپیونیک اسید تولیدونکي باکتریا د فزیولوژي په اړه نوي بصیرتونه: انایروټیګنم پروپیونیکم او انایروټیګنم نیوپروپیونیکم (پخوا کلستریډیم پروپیونیکم او کلستریډیم نیوپروپیونیکم). مایکرو ارګانیزمونه ۱۱، ۶۸۵. doi: ۱۰.۳۳۹۰/مایکرو ارګانیزمونه ۱۱۰۳۰۶۸۵
Bazer FW، Spencer TE، Wu G، Cudd TA، Meininger SJ (2004). د میندو تغذیه او د جنین وده. J Nutr. 134، 2169-2172. doi: 10.1093/jn/134.9.2169
بنجامیني، وای.، او هوچبرګ، جي. (۱۹۹۵). د غلط مثبت نرخ کنټرول: د څو ازموینو لپاره عملي او مؤثره لاره. د JR سټیټ سوک سیر B میتودول. ۵۷، ۲۸۹-۳۰۰. doi: ۱۰.۱۱۱۱/j.۲۵۱۷-۶۱۶۱.۱۹۹۵.tb02031.x