A ti fihan pe Propionic acid (PPA), aṣoju antifungal ati afikun ounjẹ ti o wọpọ, fa idagbasoke neuro ti ko dara ninu awọn eku pẹlu iṣẹ ṣiṣe ti inu ikun, eyiti o le jẹ nitori dysbiosis inu ikun. A ti daba asopọ laarin ifihan PPA ounjẹ ati dysbiosis inu ikun, ṣugbọn a ko ti ṣe iwadii taara. Nibi, a ṣe iwadii awọn iyipada ti o ni ibatan pẹlu PPA ninu akojọpọ microbiota inu ikun ti o le ja si dysbiosis. Awọn microbiomes inu ikun ti awọn eku ti a fun ni ounjẹ ti ko ni itọju (n=9) ati ounjẹ ti o ni afikun ti PPA (n=13) ni a ṣe atẹle nipa lilo ilana metagenomic gigun lati ṣe ayẹwo awọn iyatọ ninu akojọpọ microbial ati awọn ipa ọna iṣelọpọ kokoro arun. PPA ounjẹ ni nkan ṣe pẹlu ilosoke ninu ọpọlọpọ awọn taxa pataki, pẹlu ọpọlọpọ awọn ẹya Bacteroides, Prevotella, ati Ruminococcus, awọn ọmọ ẹgbẹ ninu eyiti a ti ni ipa ninu iṣelọpọ PPA tẹlẹ. Awọn microbiomes ti awọn eku ti o farahan PPA tun ni awọn ipa ọna diẹ sii ti o ni ibatan si iṣelọpọ lipid ati biosynthesis homonu steroid. Awọn abajade wa fihan pe PPA le yi microbiota inu ikun ati awọn ipa ọna iṣelọpọ ti o ni nkan ṣe pẹlu rẹ pada. Àwọn àyípadà tí a rí wọ̀nyí fi hàn pé àwọn ohun ìpamọ́ tí a kà sí ààbò fún lílò lè ní ipa lórí ìṣètò àwọn microbiota inú àti, ní ọ̀nà kan náà, ìlera ènìyàn.
A sábà máa ń pe microbiome ènìyàn ní “ẹ̀yà ara tó kẹ́yìn nínú ara” ó sì ń kó ipa pàtàkì nínú ìlera ènìyàn (Baquero àti Nombela, 2012). Ní ​​pàtàkì, microbiome inú ni a mọ̀ fún ipa rẹ̀ lórí gbogbo ètò àti ipa rẹ̀ nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ iṣẹ́ pàtàkì. Àwọn bakitéríà tó wà nínú ikùn pọ̀ ní inú, wọ́n ń gbé ọ̀pọ̀lọpọ̀ ibi tí a ń gbé nípa àyíká, wọ́n ń lo àwọn èròjà oúnjẹ, wọ́n sì ń bá àwọn kòkòrò àrùn díje (Jandhyala et al., 2015). Onírúurú àwọn èròjà bakitéríà nínú microbiota inú ikùn lè ṣe àwọn èròjà pàtàkì bíi vitamin àti láti mú kí oúnjẹ dọ́gba (Rowland et al., 2018). A ti fihàn pé àwọn metabolites ti bakitéríà ní ipa lórí ìdàgbàsókè àsopọ àti láti mú kí àwọn ipa ọ̀nà ìṣiṣẹ́ ara àti ààbò ara sunwọ̀n síi (Heijtz et al., 2011; Yu et al., 2022). Ìṣẹ̀dá microbiome inú ikùn ènìyàn yàtọ̀ síra gan-an, ó sì sinmi lórí àwọn ohun tó ń fa ìbílẹ̀ àti àyíká bíi oúnjẹ, abo, oògùn, àti ipò ìlera (Kumbhare et al., 2019).
Ounjẹ iya jẹ́ apa pataki ninu idagbasoke oyun ati ọmọ tuntun ati orisun ipilẹ ti awọn agbo ti o le ni ipa lori idagbasoke (Bazer et al., 2004; Innis, 2014). Ọkan ninu iru adalu ti o nifẹ si ni propionic acid (PPA), ọja kukuru-chain-chain fatty acid ti a gba lati inu fermentation ti kokoro arun ati afikun ounjẹ (den Besten et al., 2013). PPA ni awọn ohun-ini antibacterial ati antifungal ati nitorinaa a lo bi aabo ounjẹ ati ninu awọn ohun elo ile-iṣẹ lati dena m ati idagbasoke kokoro arun (Wemmenhove et al., 2016). PPA ni awọn ipa oriṣiriṣi ninu awọn ara oriṣiriṣi. Ninu ẹdọ, PPA ni awọn ipa egboogi-iredodo nipa ipa lori ikosile cytokine ninu awọn macrophages (Kawasoe et al., 2022). A ti ṣe akiyesi ipa ilana yii ninu awọn sẹẹli ajẹsara miiran, ti o yori si idinku ti igbona (Haase et al., 2021). Sibẹsibẹ, ipa idakeji ti ṣe akiyesi ninu ọpọlọ. Awọn iwadi iṣaaju ti fihan pe ifihan PPA nfa ihuwasi bii autism ninu awọn eku (El-Ansary et al., 2012). Àwọn ìwádìí mìíràn ti fihàn pé PPA lè fa gliosis kí ó sì mú àwọn ipa ọ̀nà pro-inflammatory ṣiṣẹ́ nínú ọpọlọ (Abdelli et al., 2019). Nítorí pé PPA jẹ́ acid tí kò lágbára, ó lè tàn káàkiri nípasẹ̀ epithelium inú sínú ẹ̀jẹ̀ kí ó sì lè kọjá àwọn ìdènà tí ó ní ìdíwọ́ pẹ̀lú ìdènà ẹ̀jẹ̀-ọpọlọ àti placenta (Stinson et al., 2019), tí ó ń tẹnu mọ́ pàtàkì PPA gẹ́gẹ́ bí metabolite ìlànà tí bakitéríà ń ṣe. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ipa tí PPA lè kó gẹ́gẹ́ bí okùnfà ewu fún autism ń lọ lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn ipa rẹ̀ lórí àwọn ènìyàn tí wọ́n ní autism lè gùn ju kí ó fa ìyàtọ̀ nínú iṣan ara lọ.
Àwọn àmì àrùn inú ikùn bí ìgbẹ́ gbuuru àti ìgbẹ́ gbuuru wọ́pọ̀ láàárín àwọn aláìsàn tí wọ́n ní àrùn ọpọlọ (Cao et al., 2021). Àwọn ìwádìí tí a ti ṣe tẹ́lẹ̀ ti fihàn pé microbiome àwọn aláìsàn tí wọ́n ní àrùn autism spectrum disorders (ASD) yàtọ̀ sí ti àwọn aláìsàn tí wọ́n ní ìlera, èyí tí ó fihàn wíwà microbiota dysbiosis inú ikùn (Finegold et al., 2010). Bákan náà, àwọn ànímọ́ microbiome àwọn aláìsàn tí wọ́n ní àrùn ìgbẹ́ gbuuru, ìsanra, àrùn Alzheimer, àti bẹ́ẹ̀ bẹ́ẹ̀ lọ tún yàtọ̀ sí ti àwọn aláìsàn tí wọ́n ní ìlera (Turnbaugh et al., 2009; Vogt et al., 2017; Henke et al., 2019). Síbẹ̀síbẹ̀, títí di òní, a kò tíì fi ìdí ìbáṣepọ̀ kankan múlẹ̀ láàárín microbiome inú ikùn àti àwọn àrùn ọpọlọ tàbí àmì àrùn (Yap et al., 2021), bó tilẹ̀ jẹ́ pé a rò pé ọ̀pọ̀lọpọ̀ irú bakitéríà ló ń kó ipa nínú díẹ̀ lára ​​àwọn ipò àrùn wọ̀nyí. Fún àpẹẹrẹ, Akkermansia, Bacteroides, Clostridium, Lactobacillus, Desulfovibrio àti àwọn ẹ̀yà mìíràn pọ̀ jù nínú microbiota àwọn aláìsàn tí wọ́n ní autism (Tomova et al., 2015; Golubeva et al., 2017; Cristiano et al., 2018; Zurita et al., 2020). Àkíyèsí ni pé, àwọn ẹ̀yà ara díẹ̀ lára ​​àwọn ìran wọ̀nyí ni a mọ̀ pé wọ́n ní àwọn jínì tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣẹ̀dá PPA (Reichardt et al., 2014; Yun àti Lee, 2016; Zhang et al., 2019; Baur àti Dürre, 2023). Nítorí àwọn ànímọ́ antimicrobial ti PPA, mímú kí ó pọ̀ sí i lè ṣe àǹfààní fún ìdàgbàsókè àwọn bakitéríà tí ń ṣe PPA (Jacobson et al., 2018). Nítorí náà, àyíká tí ó ní PFA lè yọrí sí àwọn ìyípadà nínú microbiota inú, pẹ̀lú àwọn àkóràn inú, èyí tí ó lè jẹ́ àwọn ohun tí ó lè fa àwọn àmì àrùn inú ikùn.
Ìbéèrè pàtàkì kan nínú ìwádìí microbiome ni bóyá ìyàtọ̀ nínú ìṣẹ̀dá microbiome jẹ́ okùnfà tàbí àmì àrùn tó ń fa àwọn àrùn tó wà ní ìsàlẹ̀. Ìgbésẹ̀ àkọ́kọ́ sí ṣíṣàlàyé ìbáṣepọ̀ tó díjú láàrín oúnjẹ, microbiome inú, àti àwọn àrùn ọpọlọ ni láti ṣe àyẹ̀wò àwọn ipa oúnjẹ lórí ìṣẹ̀dá microbiome. Láti ṣe èyí, a lo ìṣètò metagenomic tí a ti kà fún ìgbà pípẹ́ láti fi wé microbiome inú àwọn ọmọ eku tí wọ́n jẹ oúnjẹ tó ní PPA tàbí tí PPA ti tán. A fún àwọn ọmọ ní oúnjẹ kan náà gẹ́gẹ́ bí àwọn ìyá wọn. A ṣe àbájáde pé oúnjẹ tó ní PPA yóò yọrí sí àwọn ìyípadà nínú ìṣẹ̀dá microbiome inú àti àwọn ipa ọ̀nà iṣẹ́ microbiome, pàápàá jùlọ àwọn tó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣẹ̀dá PPA àti/tàbí ìṣẹ̀dá PPA.
Ìwádìí yìí lo àwọn eku àyípadà FVB/N-Tg(GFAP-GFP)14Mes/J transgenic (Jackson Laboratories) tí wọ́n ń lo àwọ̀ ewé olóró (GFP) lábẹ́ ìdarí olùgbékalẹ̀ GFAP pàtó kan ní ìbámu pẹ̀lú ìlànà ti University of Central Florida Institutional Animal Care and Use Committee (UCF-IACUC) (Nọ́mbà Àṣẹ Lílo Ẹranko: PROTO202000002). Lẹ́yìn tí wọ́n ti yọ ọ́ lẹ́nu, wọ́n gbé àwọn eku sí ẹ̀gbẹ́ kọ̀ọ̀kan nínú àwọn àpò pẹ̀lú eku 1–5 ti ìbálòpọ̀ kọ̀ọ̀kan fún àpò kọ̀ọ̀kan. Wọ́n fún àwọn eku ní oúnjẹ ad libitum pẹ̀lú oúnjẹ ìdarí tí a ti sọ di mímọ́ (oúnjẹ ìdarí tí a ti sọ di mímọ́, ọ̀rá 16 kcal%) tàbí oúnjẹ àfikún sodium propionate (oúnjẹ ìdarí tí a ti sọ di mímọ́, ọ̀rá 16 kcal%, tí ó ní 5,000 ppm sodium propionate). Iye sodium propionate tí a lò dọ́gba pẹ̀lú 5,000 mg PFA/kg àpapọ̀ ìwọ̀n oúnjẹ. Èyí ni ìwọ̀n tí ó ga jùlọ ti PPA tí a fọwọ́ sí fún lílò gẹ́gẹ́ bí ohun ìpamọ́ oúnjẹ. Láti múra sílẹ̀ fún ìwádìí yìí, wọ́n fún àwọn eku òbí ní oúnjẹ méjèèjì fún ọ̀sẹ̀ mẹ́rin kí wọ́n tó ṣe ìgbéyàwó, wọ́n sì tẹ̀síwájú ní gbogbo ìgbà tí ìyá náà bá lóyún. Wọ́n yọ àwọn eku ọmọ [22 eku, àwọn ìdènà 9 (ọkùnrin 6, obìnrin 3) àti 13 PPA (ọkùnrin 4, obìnrin 9)] lẹ́nu ọmú, lẹ́yìn náà wọ́n tẹ̀síwájú nínú oúnjẹ kan náà tí àwọn abo náà ń jẹ fún oṣù márùn-ún. Wọ́n fi àwọn eku ọmọ rúbọ nígbà tí wọ́n bá pé oṣù márùn-ún, wọ́n sì kó àwọn ohun tó wà nínú ìgbẹ́ wọn jọ, wọ́n sì tọ́jú wọn sínú àwọn tube microcentrifuge 1.5 ml ní -20°C, lẹ́yìn náà wọ́n gbé wọn lọ sí fìríìsà -80°C títí tí DNA tó wà nínú ilé ìtọ́jú náà yóò fi tán, tí wọ́n sì yọ àwọn èròjà nucleic acid kúrò.
A yọ DNA agbalejo kuro ni ibamu si ilana ti a ti yipada (Charalampous et al., 2019). Ni kukuru, a gbe akoonu inu igbẹ́ lọ si 500 µl InhibitEX (Qiagen, Cat#/ID: 19593) a si tọju rẹ di didi. A lo o pọju 1-2 pellets inu igbẹ́ fun yiyọkuro kan. Lẹhinna a fi ohun ti o wa ninu igbẹ́ ṣe idapọ pẹlu ẹrọ nipa lilo pestle ṣiṣu sinu tube lati ṣe slurry kan. Fi awọn ayẹwo sinu centrifuge ni 10,000 RCF fun iṣẹju 5 tabi titi awọn ayẹwo yoo fi di pellet, lẹhinna a fi omi ṣan omi naa ki o tun fi pellet naa sinu 250 µl 1× PBS. Fi 250 µl 4.4% saponin ojutu (TCI, nọmba ọja S0019) kun ayẹwo naa gẹgẹbi ọṣẹ lati tu awọn awo sẹẹli eukaryotic silẹ. A da awọn ayẹwo naa pọ ni rọra titi ti yoo fi dan ati fi sinu otutu yara fun iṣẹju 10. Lẹ́yìn náà, láti ba àwọn sẹ́ẹ̀lì eukaryotic jẹ́, a fi omi tí kò ní nuclease 350 μl kún àyẹ̀wò náà, a sì fi sínú rẹ̀ fún ìṣẹ́jú 30, lẹ́yìn náà a fi NaCl 12 μl 5 M kún un. Lẹ́yìn náà, a fi centrifuge àwọn àyẹ̀wò náà ní 6000 RCF fún ìṣẹ́jú 5. A gbé omi tí ó wà lára ​​rẹ̀ jáde kí a sì tún fi pellet náà sínú 100 μl 1X PBS. Láti yọ DNA tí ó wà nínú rẹ̀ kúrò, fi 100 μl HL-SAN buffer (12.8568 g NaCl, 4 ml 1M MgCl2, 36 ml omi tí kò ní nuclease) àti 10 μl HL-SAN enzyme (ArticZymes P/N 70910-202). A da àwọn àpẹẹrẹ náà pọ̀ mọ́ ara wọn dáadáa nípa pípa omi paipu, a sì fi sínú iná ní 37 °C fún ìṣẹ́jú 30 ní 800 rpm lórí Eppendorf™ ThermoMixer C. Lẹ́yìn ìfàsẹ́yìn, a fi centrifuge sí 6000 RCF fún ìṣẹ́jú 3, a sì fi 800 µl àti 1000 µl PBS 1X fọ̀ wọ́n lẹ́ẹ̀mejì. Níkẹyìn, tún fi 100 µl 1X PBS tọ́jú wọn.
A ya gbogbo DNA kokoro arun kuro nipa lilo New England Biolabs Monarch Genomic DNA Purification Kit (New England Biolabs, Ipswich, MA, Cat# T3010L). Ilana iṣẹ boṣewa ti a pese pẹlu kit naa ni a yipada diẹ. Fi omi ti ko ni nuclease sinu ina ki o si ṣetọju ni 60°C ṣaaju iṣẹ-ṣiṣe fun imukuro ikẹhin. Fi 10 µl Proteinase K ati 3 µl RNase A kun ayẹwo kọọkan. Lẹhinna fi 100 µl Cell Lysis Buffer kun ki o si dapọ mọra. Lẹhinna a fi awọn ayẹwo sinu Eppendorf™ ThermoMixer C ni 56°C ati 1400 rpm fun o kere ju wakati kan ati titi di wakati mẹta. A fi centrifuge awọn ayẹwo ti a ti fi sinu ina ni 12,000 RCF fun iṣẹju mẹta ati pe a gbe supernatant lati ayẹwo kọọkan si tube microcentrifuge 1.5 mL lọtọ ti o ni 400 µL ti ojutu dipọ. Lẹ́yìn náà, a fi ìlù lílù náà lù ú fún ìṣẹ́jú-àáyá 5–10 ní àkókò ìṣẹ́jú-àáyá 1. Gbé gbogbo omi inú àyẹ̀wò kọ̀ọ̀kan (tó tó 600–700 µL) sí àpótí àlẹ̀mọ́ tí a gbé sínú àpótí àgbékalẹ̀ tí a ń ṣàn jáde. A fi centrifuge sí àwọn àpótí náà ní 1,000 RCF fún ìṣẹ́jú 3 láti jẹ́ kí DNA bẹ̀rẹ̀, lẹ́yìn náà a fi centrifuge sí 12,000 RCF fún ìṣẹ́jú 1 láti yọ omi tí ó kù kúrò. A gbé ọ̀wọ́n àyẹ̀wò náà sí àpótí àgbékalẹ̀ tuntun, lẹ́yìn náà a fọ̀ ọ́ lẹ́ẹ̀mejì. Fún ìwẹ̀ àkọ́kọ́, fi 500 µL ti àpótí àlẹ̀mọ́ sí àpótí kọ̀ọ̀kan. Yí àpótí náà padà ní ìgbà 3–5, lẹ́yìn náà a fi centrifuge sí 12,000 RCF fún ìṣẹ́jú 1. Jù omi náà kúrò nínú àpótí àgbékalẹ̀ kí o sì fi kátíríìjì àlẹ̀mọ́ náà padà sínú àpótí àgbékalẹ̀ kan náà. Fún ìwẹ̀ kejì, fi 500 µL àpótí àlẹ̀mọ́ sínú àlẹ̀mọ́ láìyípo. A fi centrifuge sí 12,000 RCF fún ìṣẹ́jú 1. Gbé àlẹ̀mọ́ náà lọ sí inú páìpù LoBind® 1.5 mL kí o sì fi 100 µL omi tí kò ní nuclease tí a ti gbóná tẹ́lẹ̀ kún un. A fi àwọn àlẹ̀mọ́ náà sínú iwọ̀n otútù yàrá fún ìṣẹ́jú kan, lẹ́yìn náà a fi centrifuge sí 12,000 RCF fún ìṣẹ́jú kan. A tọ́jú DNA tí a ti gbóná sí -80°C.
A lo Qubit™ 4.0 Fluorometer lati ṣe iwọn ifọkansi DNA. A lo Ohun elo Qubit™ 1X dsDNA High Sensitivity Kit (Nọmba Cat. Q33231) lati ṣe DNA gẹgẹbi awọn ilana olupese. A wọn pinpin gigun awọn ege DNA nipa lilo Aglient™ 4150 tabi 4200 TapeStation. A ṣe DNA nipa lilo Agilent™ Genomic DNA Reagents (Nọmba Cat. 5067-5366) ati Genomic DNA ScreenTape (Nọmba Cat. 5067-5365). A ṣe igbaradi ibi-ikawe nipa lilo Oxford Nanopore Technologies™ (ONT) Rapid PCR Barcoding Kit (SQK-RPB004) gẹgẹbi awọn ilana olupese. A ṣe atẹle DNA nipa lilo sequencer ONT GriDION™ Mk1 pẹlu sẹẹli sisan Min106D (R 9.4.1). Awọn eto sequence ni: pipe ipilẹ giga, iye q ti o kere ju ti 9, iṣeto barcode, ati gige barcode. A ṣe àtẹ̀lé àwọn àpẹẹrẹ náà fún wákàtí 72, lẹ́yìn èyí ni a fi àwọn ìpìlẹ̀ ìpè ránṣẹ́ fún ìṣiṣẹ́ àti ìṣàyẹ̀wò síwájú sí i.
A ṣe iṣẹ́ ṣíṣe Bioinformatics nípa lílo àwọn ọ̀nà tí a ti ṣàlàyé tẹ́lẹ̀ (Greenman et al., 2024). Àwọn fáìlì FASTQ tí a rí láti inú ìtẹ̀léra ni a pín sí àwọn ìwé àkójọ fún àpẹẹrẹ kọ̀ọ̀kan. Kí a tó ṣe àyẹ̀wò bioinformatics, a ṣe àgbékalẹ̀ àwọn dátà náà nípa lílo ọ̀nà pípẹ́ yìí: àkọ́kọ́, a da àwọn fáìlì FASTQ ti àwọn àpẹẹrẹ pọ̀ mọ́ fáìlì FASTQ kan ṣoṣo. Lẹ́yìn náà, a fi àlò ìkọ̀wé tí ó kúrú ju 1000 bp ṣẹ́ àlò nípa lílo Filtlong v. 0.2.1, pẹ̀lú pàítírà kan ṣoṣo tí a yípadà ni –min_length 1000 (Wick, 2024). Kí a tó ṣe àlò ìkọ̀wé síwájú sí i, a darí dídára kíkà nípa lílo NanoPlot v. 1.41.3 pẹ̀lú àwọn pàítírà wọ̀nyí: –fastq –plots dot –N50 -o(De Coster àti Rademakers, 2023). Àwọn ìwé kíkà ni a ṣe déédé pẹ̀lú genome ìtọ́kasí eku GRCm39 (GCF_000001635.27) nípa lílo minimap2 v. 2.24-r1122 láti mú àwọn ìwé kíkà tí a ti kó èérí bá kúrò pẹ̀lú àwọn pàrámítà wọ̀nyí: -L -ax map-ont(Lee, 2018). Àwọn fáìlì ìtòlẹ́sẹẹsẹ tí a ṣẹ̀dá ni a yípadà sí ìtòlẹ́sẹẹsẹ BAM nípa lílo samtools view -b (Danecek et al., 2021) nínú samtools v. 1.16.1. Lẹ́yìn náà, a dá àwọn ìtòlẹ́sẹẹsẹ tí kò ní ìlà kan mọ̀ nípa lílo samtools view -b -f 4, èyí tí ó fihàn pé àwọn ìtòlẹ́sẹẹsẹ wọ̀nyí kò jẹ́ ti genome host. A yípadà àwọn ìtòlẹ́sẹẹsẹ tí kò ní ìlà kan padà sí ìtòlẹ́sẹẹsẹ FASTQ nípa lílo samtools bam2fq pẹ̀lú àwọn pàrámítà àìyípadà. A tún ṣiṣẹ́ NanoPlot lórí àwọn ìtòlẹ́sẹẹsẹ tí a yọ́ síwájú nípa lílo àwọn ètò tí a ti ṣàlàyé tẹ́lẹ̀. Lẹ́yìn ìtòlẹ́sẹẹsẹ, a kó àwọn dátà metagenomic jọ nípa lílo metaflye v. 2.8.2-b1689 pẹ̀lú àwọn pàrámítà wọ̀nyí: –nano-raw–meta (Kolmogorov et al., 2020). Fi àwọn pàrámítà tó kù sílẹ̀ ní àwọn iye àìyípadà wọn. Lẹ́yìn ìtòjọpọ̀, a fi àwọn ìwé tí a ti yọ jáde sí àkójọpọ̀ nípa lílo minimap2, a sì lo pàrámítà -ax map-ont láti ṣe fáìlì ìbáramu ní ọ̀nà SAM. A kọ́kọ́ ṣe àtúnṣe àkójọpọ̀ náà nípa lílo racon v. 1.4.20 pẹ̀lú àwọn pàrámítà wọ̀nyí: -m 8 -x -6 -g -8 -w 500 -u (Vaser et al., 2017). Lẹ́yìn tí a ti parí racon, a tún un ṣe pẹ̀lú medaka v. 1.7.2, nípa lílo medaka_consesus, pẹ̀lú gbogbo pàrámítà àyàfi pàrámítà -m tí a fi sílẹ̀ ní àwọn iye àìyípadà wọn. A ṣètò pàrámítà -m sí r941_min_hac_g507 láti sọ kemistri sẹ́ẹ̀lì ìṣàn àti ìpe ìpìlẹ̀ pípéye gíga tí a lò fún dátà wa (nanoporetech/medaka, 2024). A lo dátà tí a yọ jáde (tí a ń pè ní dátà oní-kòkòrò) àti àkójọ tí a ti sọ di mímọ́ ìkẹyìn fún ìṣàyẹ̀wò tó tẹ̀lé e.
Fún ìpínsísọrí-ẹ̀ka-ìpín, a pín àwọn ìka àti àwọn ìsopọ̀ tí a kó jọ nípa lílo Kraken2 v. 2.1.2 (Wood et al., 2019). Ṣe àwọn ìròyìn àti àwọn fáìlì tí a mú jáde fún àwọn ìka àti àwọn ìsopọ̀, lẹ́sẹẹsẹ. Lo àṣàyàn –use-names láti ṣe àtúpalẹ̀ àwọn ìka àti àwọn ìsopọ̀. Àwọn àṣàyàn –gzip-compressed àti –paired ni a sọ fún àwọn ìpínsísọ. A ṣírò iye àwọn taxa tí ó ní ìbáṣepọ̀ nínú àwọn metagenome nípa lílo Bracken v. 2.8 (Lu et al., 2017). A kọ́kọ́ ṣẹ̀dá ibi ìpamọ́ kmer kan tí ó ní àwọn ìpìlẹ̀ 1000 nípa lílo bracken-build pẹ̀lú àwọn pàrámítà wọ̀nyí: -d-k 35 -l 1000 Nígbà tí a bá ti kọ́ ọ tán, bracken ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ìròyìn tí kraken2 ṣe, ó sì máa ń ṣàn dátà náà nípa lílo àwọn àṣàyàn wọ̀nyí: -d -I -O-p 1000 -l

Láàrin wọn, a yan P, G tàbí S ní ìbámu pẹ̀lú ìpele ìpínsísọ tí a ń ṣàyẹ̀wò. Láti dín ipa àwọn ìpínsísọ rere èké kù, a gba ààlà ìṣọ̀kan tí ó kéré jùlọ ti 1e-4 (1/10,000 kíkà). Kí a tó ṣe àgbéyẹ̀wò ìṣirò, a yí àwọn ìṣọ̀kan tí Bracken ròyìn (fraction_total_reads) padà nípa lílo ìyípadà log-ratio (CLR) tí ó wà ní àárín (Aitchison, 1982). A yan ọ̀nà CLR fún ìyípadà dátà nítorí pé ó jẹ́ aláìyípadà ìpele àti pé ó tó fún àwọn dátà tí kò ní ìyípadà (Gloor et al., 2017). Ìyípadà CLR lo logarithm àdánidá. Dátà ìkà tí Bracken ròyìn ni a ṣe déédé nípa lílo ìfihàn log ìbáramu (RLE) (Anders àti Huber, 2010). A ṣe àwọn ààmì nípa lílo àpapọ̀ matplotlib v. 3.7.1, seaborn v. 3.7.2 àti logarithms ìtẹ̀léra (Gloor et al., 2017). 0.12.2 àti àwọn stantanotations v. 0.5.0 (Hunter, 2007; Waskom, 2021; Charlier et al., 2022). A ṣírò ìpíndọ́gba Bacillus/Bacteoroidetes fún àyẹ̀wò kọ̀ọ̀kan nípa lílo iye bakitéríà tí a ṣe déédé. Àwọn iye tí a ròyìn nínú àwọn tábìlì ni a yípo sí àwọn ibi 4 onípele-méjì. A ṣírò àtọ́ka onírúurú Simpson nípa lílo àtẹ̀wé alpha_diversity.py tí a pèsè nínú àpò KrakenTools v. 1.2 (Lu et al., 2022). A pèsè ìròyìn Bracken nínú àtẹ̀wé náà àti àtọ́ka Simpson “Si” ni a pèsè fún paramita -an. Àwọn ìyàtọ̀ pàtàkì nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ni a túmọ̀ gẹ́gẹ́ bí ìyàtọ̀ CLR ≥ 1 tàbí ≤ -1. Ìyàtọ̀ CLR ààbọ̀ ti ±1 fi hàn pé ìbísí ìlọ́po 2.7 nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ irú àyẹ̀wò kan. Àmì (+/-) fi hàn bóyá taxon náà pọ̀ jù nínú àyẹ̀wò PPA àti àyẹ̀wò ìṣàkóso, lẹ́sẹẹsẹ. A lo idanwo Mann-Whitney U (Virtanen et al., 2020). A lo Statsmodels v. 0.14 (Benjamini ati Hochberg, 1995; Seabold ati Perktold, 2010), a si lo ilana Benjamini-Hochberg lati se atunse fun idanwo pupọ. A lo iye p ti a ṣatunṣe ≤ 0.05 gẹgẹbi opin fun ṣiṣe ipinnu pataki statistiki.
A ṣe àlàyé nípa ìpìlẹ̀ ìran àti ìṣirò iye tó jọra nípa lílo àtúnṣe ìlànà tí Maranga àti àwọn ẹlòmíràn ṣàlàyé (Maranga àti àwọn ẹlòmíràn, 2023). Àkọ́kọ́, a yọ àwọn ìlà tí ó kúrú ju 500 bp kúrò nínú gbogbo àwọn àkójọpọ̀ nípa lílo SeqKit v. 2.5.1 (Shen àti àwọn ẹlòmíràn, 2016). Lẹ́yìn náà, a da àwọn àkójọpọ̀ tí a yàn pọ̀ sí pan-metagenome kan. A dá àwọn fírẹ́mù kíkà tí ó ṣí sílẹ̀ (ORFs) mọ̀ nípa lílo Prodigal v. 1.0.1 (ẹ̀yà Prodigal v. 2.6.3 kan tí ó jọra) pẹ̀lú àwọn pàrámítà wọ̀nyí: -d-f gff-i -O-T 24 -p meta -C 10000 (Hyett et al., 2012; Jaenicke, 2024). Lẹ́yìn náà, a fi Python ṣe àlẹ̀mọ́ àwọn fáìlì nucleotide tó jáde láti mú gbogbo àwọn jínì tí kò pé. Lẹ́yìn náà, a lo CD-HIT v. 4.8.1 láti kó àwọn jínì pẹ̀lú àwọn pàrámítà wọ̀nyí jọ: 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). A lo katalogi jiini ti ko ni apọju ti a ṣẹda lati ṣe iṣiro iye jiini ati alaye. A ṣe iṣiro iye jiini ti o ni ibatan nipa lilo KMA v. 1.4.9 (Clausen et al., 2018). Ni akọkọ, ṣẹda faili atọka kan nipa lilo atọka KMA pẹlu awọn paramita wọnyi: -i -OLẹ́yìn náà, nípa lílo àtọ́ka tí a ṣe pẹ̀lú àwọn ìkàwé microbial fún àpẹẹrẹ kọ̀ọ̀kan gẹ́gẹ́ bí a ti ṣàlàyé rẹ̀ nínú abala Bioinformatics Pipeline, a ṣiṣẹ́ KMA pẹ̀lú àwọn paramita wọ̀nyí: -i -O-t_db-bcNano -bc 0.7 -ef -t 24. Lẹ́yìn náà, a ṣe àtúnṣe iye jínì nípa lílo CLR, a sì lo ìpele ìṣàyẹ̀wò ìpín pàtàkì (PCA) ti Sci-kit learn (Pedregosa et al., 2011). A ṣe àtúnyẹ̀wò jínì tí a sọ tẹ́lẹ̀ lórí àkójọ ìbílẹ̀ tí kò ní agbára púpọ̀ nípa lílo ìwé àkọsílẹ̀ emapper.py ti eggNOG v. 2.1.12 àti ẹ̀yà ìpamọ́ eggNOG 5.0.2 pẹ̀lú àwọn pàrámítà wọ̀nyí: –itype CDS –cpu 24 -i– Àkójọ ìwádìí data–go_evidence Ti kii ṣe ẹrọ itanna – ifihan– Itọsọna àbájáde–àmì_ ...(Cantalapiedra et al., 2021). A ṣe àyẹ̀wò àwọn èsì KMA láti yan àwọn jínì tí ó ní ìbòjú àwòṣe tó tó àti ìdámọ̀ àwòṣe (≥ 90%) àti ọ̀pọ̀lọpọ̀ (ìjìnlẹ̀ ≥ 3). A yí àwọn èsì jíjìn KMA padà nípa lílo CLR gẹ́gẹ́ bí a ti ṣàlàyé rẹ̀ lókè. Lẹ́yìn náà, a fi àwọn èsì KMA wé àwọn ID contig láti inú àtúnyẹ̀wò iṣẹ́ àti àwọn èsì ìpínsọrí nípa lílo orísun contig fún jínì kọ̀ọ̀kan. Gẹ́gẹ́ bí ó ti rí pẹ̀lú taxa, àwọn ìyàtọ̀ pàtàkì nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ jínì ni a túmọ̀ sí àwọn jínì pẹ̀lú ìyàtọ̀ CLR ≥ 1 tàbí ≤ -1, pẹ̀lú àmì (+/-) tí ó fihàn pé jínì náà pọ̀ jù nínú àwọn àyẹ̀wò PPA tàbí ìṣàkóso, ní ìtẹ̀léra.
A kọ́kọ́ kó àwọn Jiini jọ gẹ́gẹ́ bí Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG) ortholog (KO) tí ẹyinNOG yàn láti fi wé iye àwọn ọ̀nà jínì. A yọ àwọn Jinì tí kò ní ìkọlù tàbí àwọn Jinì tí wọ́n ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìkọlù kúrò kí a tó ṣe àyẹ̀wò. Lẹ́yìn náà, a ṣírò iye apapọ ti KO kọ̀ọ̀kan fún àpẹẹrẹ kọ̀ọ̀kan, a sì ṣe àgbéyẹ̀wò ìṣirò. A túmọ̀ àwọn Jiini ìkọlù PPA gẹ́gẹ́ bí èyíkéyìí jínì tí a yàn ní ìlà ko00640 nínú ọ̀wọ́n KEGG_Pathway, tí ó ń fi ipa hàn nínú ìkọlù propionate gẹ́gẹ́ bí KEGG. Àwọn Jiini tí a dá mọ̀ pé wọ́n ní í ṣe pẹ̀lú ìkọlù PPA ni a kọ sí Àfikún Táblì 1 (Reichardt et al., 2014; Yang et al., 2017). A ṣe àwọn ìdánwò ìyípadà láti dá ìkọlù PPA àti àwọn Jiini ìkọlù tí ó pọ̀ jù nínú irú àpẹẹrẹ kọ̀ọ̀kan mọ̀. A ṣe ẹgbẹ̀rún ìyípadà fún gbogbo jinì tí a ṣàyẹ̀wò. A lo iye p ti 0.05 gẹ́gẹ́ bí ìgé láti pinnu ìtumọ̀ ìṣirò. A yàn àwọn àkọsílẹ̀ iṣẹ́ sí àwọn jiini kọ̀ọ̀kan nínú ẹgbẹ́ kan tí ó dá lórí àwọn àlàyé ti àwọn jiini aṣojú nínú ẹgbẹ́ náà. A le ṣe idanimọ awọn owo-ori ti o ni nkan ṣe pẹlu iṣelọpọ PPA ati/tabi iṣelọpọ PPA nipa mimu awọn ID contig pọ si ninu awọn failijade Kraken2 pẹlu awọn ID contig kanna ti a mu lakoko akọsilẹ iṣẹ nipa lilo eggNOG. A ṣe idanwo pataki nipa lilo idanwo Mann-Whitney U ti a ṣalaye tẹlẹ. A ṣe atunṣe fun awọn idanwo pupọ nipa lilo ilana Benjamini-Hochberg. A lo iye p ti ≤ 0.05 gẹgẹbi gige lati pinnu pataki statistiki.
A ṣe àyẹ̀wò ìyàtọ̀ nínú ìfun àwọn eku nípa lílo àtọ́ka onírúurú Simpson. A kò rí ìyàtọ̀ pàtàkì láàárín àwọn àyẹ̀wò ìṣàkóso àti PPA ní ti ìrísí àti ìrísí onírúurú (p-value fún ìrísí: 0.18, p-value fún ìrísí: 0.16) (Àwòrán 1). Lẹ́yìn náà, a fi ìṣọ̀kan àwọn microbial wéra nípa lílo principal component analysis (PCA). Àwòrán 2 fi ìṣọ̀kan àwọn àyẹ̀wò hàn nípa phyla wọn, èyí tó fihàn pé ìyàtọ̀ wà nínú ìṣọ̀kan àwọn microbiomes láàárín àwọn àyẹ̀wò PPA àti control. Ìṣọ̀kan yìí kò hàn gbangba ní ìpele genus, èyí tó fihàn pé PPA ní ipa lórí àwọn bakitéríà kan (Àfikún Àwòrán 1).
Àwòrán 1. Ìyàtọ̀ Alpha ti ìran àti ìṣẹ̀dá ẹ̀yà ti microbiome ikùn eku. Àwọn àwòrán àpótí tí ó ń fi àwọn àmì onírúurú Simpson ti ìran (A) àti ẹ̀yà (B) hàn nínú PPA àti àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso. A pinnu pàtàkì nípa lílo ìdánwò Mann-Whitney U, a sì ṣe àtúnṣe púpọ̀ nípa lílo ìlànà Benjamini-Hochberg. ns, iye-p kò ṣe pàtàkì (p>0.05).
Àwòrán 2. Àwọn àbájáde ìṣàyẹ̀wò èròjà pàtàkì ti ìṣẹ̀dá microbiome ikùn eku ní ìpele irúgbìn. Àwòrán ìṣàyẹ̀wò èròjà pàtàkì fi ìpínkiri àwọn àpẹẹrẹ hàn ní gbogbo àwọn èròjà pàtàkì méjì àkọ́kọ́ wọn. Àwọn àwọ̀ fi irú àpẹẹrẹ hàn: Àwọn eku tí wọ́n fara hàn ní PPA jẹ́ àwọ̀ elése àlùkò àti àwọn eku ìṣàkóso jẹ́ àwọ̀ ewé. Àwọn èròjà pàtàkì 1 àti 2 ni a yà sọ́tọ̀ lórí x-axis àti y-axis, lẹ́sẹẹsẹ, a sì fi wọ́n hàn gẹ́gẹ́ bí ìpíndọ́gba ìyàtọ̀ tí a ṣàlàyé.
Nípa lílo ìyípadà ìwádìí iye RLE, a rí ìdínkù pàtàkì nínú ìpíndọ́gba Bacteroidetes/Bacilli àárín nínú àwọn eku ìṣàkóso àti PPA (ìṣàkóso: 9.66, PPA: 3.02; iye p = 0.0011). Ìyàtọ̀ yìí jẹ́ nítorí ọ̀pọ̀ Bacteroidetes nínú àwọn eku PPA ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn ìṣàkóṣo, bótilẹ̀jẹ́pé ìyàtọ̀ náà kò ṣe pàtàkì (ìṣàkóso CLR: 5.51, iye PPA CLR: 6.62; iye p = 0.054), nígbàtí iye Bacteroidetes jọra (ìṣàkóso CLR: 7.76, iye PPA CLR: 7.60; iye p = 0.18).
Àyẹ̀wò lórí ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ẹ̀yà ara ìṣàkójọpọ̀ nínú ìfun fihàn pé phylum kan àti ẹ̀yà 77 yàtọ̀ síra gidigidi láàrín àwọn àpẹẹrẹ PPA àti àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso (Àtẹ Àfikún 2). Ọ̀pọ̀lọpọ̀ irú 59 nínú àwọn àpẹẹrẹ PPA ga ju ti àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso lọ, nígbàtí iye irú 16 péré nínú àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso ga ju ti àwọn àpẹẹrẹ PPA lọ (Àwòrán 3).
Àwòrán 3. Ìyàtọ̀ ọ̀pọ̀lọpọ̀ taxa nínú ìfun àwọn eku PPA àti àwọn eku ìṣàkóso. Àwọn àwòrán òkè ayọnáyèéfín ń fi ìyàtọ̀ hàn nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìran (A) tàbí irú (B) láàrín àwọn àpẹẹrẹ PPA àti àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso. Àwọn àmì ewúrẹ́ kò fi ìyàtọ̀ pàtàkì hàn nínú ọ̀pọ̀ yanturu taxa. Àwọn àmì àwọ̀ fi ìyàtọ̀ pàtàkì hàn nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ yanturu (p-value ≤ 0.05). Àwọn àmì ogún tó ga jùlọ pẹ̀lú ìyàtọ̀ tó tóbi jùlọ nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ yanturu ni a fi hàn ní pupa àti àwọ̀ búlúù fẹ́ẹ́rẹ́fẹ́ (àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso àti PPA), lẹ́sẹẹsẹ. Àwọn àmì ofeefee àti àwọ̀ elése àlùkò jẹ́ ó kéré tán ìgbà 2.7 ju àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso tàbí PPA lọ ju àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso lọ. Àwọn àmì dúdú dúró fún taxa pẹ̀lú ọ̀pọ̀lọpọ̀ yanturu, pẹ̀lú ìyàtọ̀ CLR láàrín -1 àti 1. A ṣírò àwọn ìwọ̀n P nípa lílo ìdánwò Mann-Whitney U a sì ṣe àtúnṣe fún àwọn ìdánwò púpọ̀ nípa lílo ìlànà Benjamini-Hochberg. Àwọn ìyàtọ̀ CLR tó lágbára fihàn ìyàtọ̀ pàtàkì nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ yanturu.
Lẹ́yìn tí a ṣe àyẹ̀wò ìṣẹ̀dá àwọn kòkòrò inú, a ṣe àtúnyẹ̀wò iṣẹ́ ti microbiome náà. Lẹ́yìn yíyọ àwọn jínì tí kò ní ìdàgbàsókè púpọ̀ kúrò, a ṣàwárí àpapọ̀ àwọn jínì 378,355 ní gbogbo àwọn àpẹẹrẹ náà. A lo ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn jínì wọ̀nyí fún ìwádìí pàtàkì (PCA), àwọn àbájáde náà sì fi ìpele gíga ti ìṣọ̀kan àwọn irú àpẹẹrẹ hàn ní ìbámu pẹ̀lú àwọn ìrísí iṣẹ́ wọn (Àwòrán 4).
Àwòrán 4. Àwọn àbájáde PCA nípa lílo ìṣàfihàn iṣẹ́ ti microbiome ikùn eku. Àwòrán PCA fi ìpínkiri àwọn àyẹ̀wò hàn ní gbogbo àwọn ìpín pàtàkì méjì àkọ́kọ́ wọn. Àwọn àwọ̀ fi irú àyẹ̀wò hàn: Àwọn eku tí wọ́n fara hàn ní PPA jẹ́ àwọ̀ elése àlùkò àti àwọn eku ìṣàkóso jẹ́ àwọ̀ ewé. Àwọn ìpín pàtàkì 1 àti 2 ni a yà sọ́tọ̀ lórí x-axis àti y-axis, lẹ́sẹẹsẹ, a sì fi wọ́n hàn gẹ́gẹ́ bí ìpíndọ́gba ìyàtọ̀ tí a ṣàlàyé.
A tún ṣe àyẹ̀wò ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ìkọlù KEGG ní oríṣiríṣi irú àpẹẹrẹ. Àròpọ̀ àwọn ìkọlù aláìlẹ́gbẹ́ 3648 ni a ṣàwárí, nínú èyí tí 196 pọ̀ sí i ní àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso àti 106 pọ̀ sí i ní àwọn àpẹẹrẹ PPA (Àwòrán 5). Àròpọ̀ àwọn jínì 145 ni a ṣàwárí nínú àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso àti àwọn jínì 61 nínú àwọn àpẹẹrẹ PPA, pẹ̀lú ọ̀pọ̀lọpọ̀ tí ó yàtọ̀ síra. Àwọn ọ̀nà tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣọpọ̀ lipid àti aminosugar ni a sọ di púpọ̀ sí i ní àwọn àpẹẹrẹ PPA (Àwòrán Àfikún 3). Àwọn ọ̀nà tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣọpọ̀ nitrogen àti àwọn ètò ìṣiṣẹ́ sulfur ni a sọ di púpọ̀ sí i ní àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso (Àwòrán Àfikún 3). Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn jínì tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣọpọ̀ aminosugar/nucleotide (ko:K21279) àti ìṣọpọ̀ inositol phosphate (ko:K07291) ga sí i ní àwọn àpẹẹrẹ PPA (Àwòrán 5). Àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso ní àwọn jínì tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣọpọ̀ benzoate (ko:K22270), ìṣọpọ̀ nitrogen (ko:K00368), àti glycolysis/gluconeogenesis (ko:K00131) (Àwòrán 5).
Àwòrán 5. Ìyàtọ̀ ọ̀pọ̀lọpọ̀ KOs nínú ìfun àwọn eku PPA àti àwọn eku ìṣàkóso. Àwòrán òkè ayọnáyèéfín náà fi ìyàtọ̀ hàn nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ẹgbẹ́ iṣẹ́ (KOs). Àwọn àmì ewé fi KOs tí ìlọ́po wọn kò yàtọ̀ síra láàárín àwọn irú àpẹẹrẹ (ìwọ̀n p > 0.05). Àwọn àmì àwọ̀ fi ìyàtọ̀ pàtàkì hàn nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ (ìwọ̀n p ≤ 0.05). Àwọn KO 20 pẹ̀lú ìyàtọ̀ tó ga jùlọ nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ láàárín àwọn irú àpẹẹrẹ ni a fi hàn ní pupa àti àwọ̀ búlúù fẹ́ẹ́rẹ́fẹ́, tí ó bá àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso àti PPA mu, lẹ́sẹẹsẹ. Àwọn àmì ofeefee àti àwọ̀ elése àlùkò fi KOs hàn tí ó kéré tán ìlọ́po 2.7 nínú àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso àti PPA, lẹ́sẹẹsẹ. Àwọn àmì dúdú fi KOs hàn pẹ̀lú ọ̀pọ̀lọpọ̀ púpọ̀, pẹ̀lú ìyàtọ̀ CLR láàrín -1 àti 1. A ṣírò àwọn ìwọ̀n P nípa lílo ìdánwò Mann-Whitney U a sì ṣe àtúnṣe fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìfiwéra nípa lílo ìlànà Benjamini-Hochberg. NaN fi hàn pé KO kò jẹ́ ti ipa ọ̀nà kan nínú KEGG. Àwọn ìwọ̀n ìyàtọ̀ CLR ààmì tó lágbára fi ìyàtọ̀ pàtàkì hàn nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀. Fun alaye ni kikun lori awọn ipa ọna ti awọn KO ti a ṣe akojọ wa, wo Tabili Afikun 3.
Láàrin àwọn jínì tí a kọ orúkọ wọn sílẹ̀, àwọn jínì 1601 ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ tó yàtọ̀ síra láàárín àwọn irú àpẹẹrẹ (p ≤ 0.05), pẹ̀lú jínì kọ̀ọ̀kan tó pọ̀ ní ìlọ́po méjì ó kéré tán. Nínú àwọn jínì wọ̀nyí, jínì mẹ́rin pọ̀ sí i nínú àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso àti àwọn jínì 1597 pọ̀ sí i nínú àwọn àpẹẹrẹ PPA. Nítorí pé PPA ní àwọn ànímọ́ antimicrobial, a ṣe àyẹ̀wò ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìṣiṣẹ́ PPA àti àwọn jínì ìṣiṣẹ́ láàárín àwọn irú àpẹẹrẹ. Láàrin àwọn jínì 1332 tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA, àwọn jínì 27 pọ̀ sí i nínú àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso àti àwọn jínì 12 pọ̀ sí i nínú àwọn àpẹẹrẹ PPA. Láàrin àwọn jínì 223 tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA, jínì 1 pọ̀ sí i nínú àwọn àpẹẹrẹ PPA. Àwòrán 6A tún fi ọ̀pọ̀lọpọ̀ jínì tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA hàn, pẹ̀lú ọ̀pọ̀lọpọ̀ jínì tí ó pọ̀ sí i nínú àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso àti àwọn ìwọ̀n ipa ńlá, nígbàtí Àwòrán 6B ṣe àfihàn àwọn jínì kọ̀ọ̀kan pẹ̀lú ọ̀pọ̀lọpọ̀ jínì tí a ṣe àkíyèsí nínú àwọn àpẹẹrẹ PPA.
Àwòrán 6. Ìyàtọ̀ tó wà nínú àwọn jínì tó níí ṣe pẹ̀lú PPA nínú microbiome inú eku. Àwọn àwòrán ìyẹ̀fun oníná fi ìyàtọ̀ hàn nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ jínì tó níí ṣe pẹ̀lú ìṣẹ̀dá PPA (A) àti ìṣẹ̀dá PPA (B). Àwọn àmì ewé fi àwọn jínì tí ìwọ́n wọn kò yàtọ̀ síra rárá láàrín àwọn irú àpẹẹrẹ (ìwọ̀n p > 0.05). Àwọn àmì àwọ̀ fi ìyàtọ̀ pàtàkì hàn nínú ìwọ́n (ìwọ̀n p ≤ 0.05). Àwọn jínì 20 tó ní ìyàtọ̀ tó pọ̀ jùlọ nínú ìwọ́n ni a fi hàn ní pupa àti àwọ̀ búlúù fẹ́ẹ́rẹ́fẹ́ (àyẹ̀wò ìṣàkóso àti PPA), lẹ́sẹẹsẹ. Ìwọ́n àmì àwọ̀ yẹ́lò àti àwọ̀ elése ni ó kéré tán ìgbà 2.7 tó ga jù nínú àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso àti PPA ju nínú àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso lọ. Àwọn àmì dúdú dúró fún àwọn jínì pẹ̀lú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìwọ́n, pẹ̀lú ìyàtọ̀ CLR láàrín -1 àti 1. A ṣírò àwọn ìwọ̀n P nípa lílo ìdánwò Mann-Whitney U a sì ṣe àtúnṣe fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ ìfiwéra nípa lílo ìlànà Benjamini-Hochberg. Àwọn jínì bá àwọn jínì tó dúró fún ìṣojú nínú ìwé àkójọ jínì tí kò ní àfikún. Àwọn orúkọ jínì ní àmì KEGG tó ń tọ́ka sí jínì KO. Ìyàtọ̀ CLR tó lágbára fi ìyàtọ̀ tó yàtọ̀ síra hàn. Àmì ìdáàṣì (-) fihàn pé kò sí àmì fún jínì nínú ibi ìkópamọ́ KEGG.
A ṣe idanimọ awọn jiini ti o ni ibatan si iṣelọpọ ati/tabi iṣelọpọ PPA nipa fifi idanimọ awọn contig ti awọn contig pọ mọ ID contig ti jiini naa. Ni ipele iran, a rii pe awọn iran 130 ni awọn jiini ti o ni ibatan si iṣelọpọ PPA ati pe a rii pe awọn iran 61 ni awọn jiini ti o ni ibatan si iṣelọpọ PPA (Tabili Afikun 4). Sibẹsibẹ, ko si iran ti o fihan awọn iyatọ pataki ni ọpọlọpọ (p > 0.05).
Ní ìpele irúgbìn náà, a rí i pé àwọn irúgbìn bakitéríà 144 ní àwọn jínì tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA àti pé àwọn irúgbìn bakitéríà 68 ni a rí pé wọ́n ní àwọn jínì tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA (Àtẹ Àfikún 5). Láàrín àwọn ohun tí ń mú PPA metabolizes, àwọn bakitéríà mẹ́jọ fi ìbísí pàtàkì hàn láàárín àwọn irúgbìn àpẹẹrẹ, gbogbo wọn sì fi àwọn ìyípadà pàtàkì hàn ní ipa (Àtẹ Àfikún 6). Gbogbo àwọn ohun tí ń mú PPA metabolizes tí a mọ̀ pẹ̀lú àwọn ìyàtọ̀ pàtàkì ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ pọ̀ sí i nínú àwọn àpẹẹrẹ PPA. Ìpínsípò ìpele irúgbìn fi àwọn aṣojú ìran tí kò yàtọ̀ síra ní pàtàkì láàrín àwọn irúgbìn àpẹẹrẹ, títí kan ọ̀pọ̀lọpọ̀ irúgbìn Bacteroides àti Ruminococcus, àti Duncania dubois, Myxobacterium enterica, Monococcus pectinolyticus, àti Alcaligenes polymorpha hàn. Láàrín àwọn bakitéríà tí ń mú PPA jáde, àwọn bakitéríà mẹ́rin fi ìyàtọ̀ pàtàkì hàn ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ láàárín àwọn irúgbìn àpẹẹrẹ. Àwọn irúgbìn tí ó ní ìyàtọ̀ pàtàkì ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ ni Bacteroides novorossi, Duncania dubois, Myxobacterium enteritidis, àti Ruminococcus bovis.
Nínú ìwádìí yìí, a ṣe àyẹ̀wò ipa tí ìfarahàn PPA ní lórí microbiota ikùn àwọn eku. PPA lè fa onírúurú ìdáhùn nínú bakitéríà nítorí pé àwọn irú kan ló ń ṣe é, àwọn irú mìíràn ló ń lò ó gẹ́gẹ́ bí orísun oúnjẹ, tàbí ó ní àwọn ipa antimicrobial. Nítorí náà, àfikún rẹ̀ sí àyíká ikùn nípasẹ̀ àfikún oúnjẹ lè ní àwọn ipa ọ̀tọ̀ọ̀tọ̀ tí ó sinmi lórí ìfaradà, ìfaradà, àti agbára láti lò ó gẹ́gẹ́ bí orísun oúnjẹ. A lè mú àwọn irú bakitéríà onímọ̀lára kúrò kí a sì rọ́pò wọn pẹ̀lú àwọn tí ó le koko sí PPA tàbí tí wọ́n lè lò ó gẹ́gẹ́ bí orísun oúnjẹ, èyí tí ó ń yọrí sí àwọn ìyípadà nínú ìṣètò microbiota ikùn. Àwọn àbájáde wa fi àwọn ìyàtọ̀ pàtàkì hàn nínú ìṣètò microbiota ṣùgbọ́n kò ní ipa lórí onírúurú microbiota lápapọ̀. Àwọn ipa tí ó tóbi jùlọ ni a rí ní ìpele irú ẹ̀dá, pẹ̀lú àwọn taxa tí ó ju 70 lọ tí ó yàtọ̀ ní pàtàkì láàárín PPA àti àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso (Àfikún Táblì 2). Ìṣàyẹ̀wò síwájú sí i ti ìṣètò àwọn àpẹẹrẹ tí a fi PPA hàn fi ìyàtọ̀ ńláǹlà ti àwọn irú microbiota hàn ní ìfiwéra pẹ̀lú àwọn àpẹẹrẹ tí a kò fi hàn, èyí tí ó fihàn pé PPA lè mú àwọn ànímọ́ ìdàgbàsókè kokoro arun pọ̀ sí i kí ó sì dín iye àwọn bakitéríà tí ó lè yè ní àwọn àyíká ọlọ́rọ̀ PPA kù. Nítorí náà, PPA lè fa àwọn ìyípadà ní ọ̀nà tí ó yàtọ̀ dípò kí ó fa ìdàrúdàpọ̀ onírúurú microbiota ikùn.
Àwọn ohun ìpamọ́ oúnjẹ bíi PPA ti fihàn tẹ́lẹ̀ pé ó máa ń yí ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn èròjà microbiome inú ikùn padà láìní ipa lórí onírúurú ènìyàn (Nagpal et al., 2021). Níbí, a rí ìyàtọ̀ tó yanilẹ́nu jùlọ láàrín àwọn èyà Bacteroidetes nínú phylum Bacteroidetes (tí a mọ̀ tẹ́lẹ̀ sí Bacteroidetes), èyí tí wọ́n ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ nínú àwọn èyà tí PPA ti fara hàn. Pípọ̀ sí i nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ èyà Bacteroides ní í ṣe pẹ̀lú ìbàjẹ́ mucus, èyí tí ó lè mú kí ewu àkóràn pọ̀ sí i kí ó sì mú kí ìgbóná ara pọ̀ sí i (Cornick et al., 2015; Desai et al., 2016; Penzol et al., 2019). Ìwádìí kan fihàn pé àwọn èyà akọ ọmọ tuntun tí a fi Bacteroides fragilis tọ́jú ń fi àwọn ìwà àwùjọ tí ó jọ ti autism spectrum disorder (ASD) hàn (Carmel et al., 2023), àti àwọn ìwádìí mìíràn ti fihàn pé àwọn èyà Bacteroides lè yí ìṣiṣẹ́ àjẹ́sára padà kí ó sì yọrí sí autoimmune inflammatory cardiomyopathy (Gil-Cruz et al., 2019). Àwọn irúgbìn tí ó jẹ́ ti ìran Ruminococcus, Prevotella, àti Parabacteroides tún pọ̀ sí i ní pàtàkì nínú àwọn eku tí wọ́n fara hàn sí PPA (Coretti et al., 2018). Àwọn irúgbìn Ruminococcus kan ní í ṣe pẹ̀lú àwọn àrùn bíi àrùn Crohn nípasẹ̀ ìṣẹ̀dá àwọn cytokines proinflammatory (Henke et al., 2019), nígbà tí àwọn irúgbìn Prevotella bíi Prevotella humani ní í ṣe pẹ̀lú àwọn àrùn ìṣiṣẹ́ ara bí haipatensonu àti ìfàmọ́ra insulin (Pedersen et al., 2016; Li et al., 2017). Níkẹyìn, a rí i pé ìpíndọ́gba Bacteroidetes (tí a mọ̀ tẹ́lẹ̀ sí Firmicutes) sí Bacteroidetes kéré gan-an nínú àwọn eku tí wọ́n fara hàn sí PPA ju àwọn eku tí wọ́n ń ṣàkóso lọ nítorí pé iye àwọn eku Bacteroidetes pọ̀ sí i. A ti fihàn tẹ́lẹ̀ pé ìpíndọ́gba yìí jẹ́ àmì pàtàkì ti homeostasis ti ìfun, àti pé àwọn ìdàrúdàpọ̀ nínú ìpíndọ́gba yìí ti ní í ṣe pẹ̀lú onírúurú ipò àrùn (Turpin et al., 2016; Takezawa et al., 2021; An et al., 2023), títí kan àwọn àrùn ìfun tí ó ń gbóná (Stojanov et al., 2020). Ní ​​àpapọ̀, àwọn ẹ̀yà phylum Bacteroidetes dàbí ẹni pé wọ́n ní ipa gidigidi lórí PPA oúnjẹ tí ó ga jùlọ. Èyí lè jẹ́ nítorí ìfaradà gíga sí PPA tàbí agbára láti lo PPA gẹ́gẹ́ bí orísun agbára, èyí tí a ti fihàn pé ó jẹ́ òótọ́ fún ó kéré tán ẹ̀yà kan, Hoylesella enocea (Hitch et al., 2022). Ní ​​ọ̀nà mìíràn, ìfarahàn PPA ìyá lè mú kí ìdàgbàsókè ọmọ inú mu nípa jíjẹ́ kí àwọn ọmọ eku lè faradà sí ìgbèkùn Bacteroidetes; síbẹ̀síbẹ̀, àpẹẹrẹ ìkẹ́kọ̀ọ́ wa kò gbà láàyè irú àyẹ̀wò bẹ́ẹ̀.
Àyẹ̀wò akoonu Metagenomic fi ìyàtọ̀ pàtàkì hàn nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn jiini tí ó níí ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ ara àti ìṣẹ̀dá PPA, pẹ̀lú àwọn eku tí wọ́n fara hàn tí wọ́n fi ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn jiini tí ó níí ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ ara PPA hàn, nígbà tí àwọn eku tí kò fara hàn tí kò ní PPA fi ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn jiini tí ó níí ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ ara PAA hàn (Àwòrán 6). Àwọn àbájáde wọ̀nyí fihàn pé ipa PPA lórí ìṣiṣẹ́ ara kòkòrò àrùn lè má jẹ́ nítorí lílò rẹ̀ nìkan, bí bẹ́ẹ̀ kọ́, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn jiini tí ó níí ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ ara PPA yẹ kí ó ti fi ọ̀pọ̀lọpọ̀ pọ̀ sí i nínú microbiome inú àwọn eku tí a fara hàn ní PPA. Àlàyé kan ni pé PPA ń ṣe àgbékalẹ̀ ọ̀pọ̀lọpọ̀ bakitéríà ní pàtàkì nípasẹ̀ àwọn ipa antimicrobial rẹ̀ dípò nípasẹ̀ lílo rẹ̀ láti ọwọ́ bakitéríà gẹ́gẹ́ bí oúnjẹ. Àwọn ìwádìí tí ó ti kọjá ti fihàn pé PPA ń dí ìdàgbàsókè Salmonella Typhimurium lọ́wọ́ ní ọ̀nà tí ó gbára lé ìwọ̀n (Jacobson et al., 2018). Fífarahàn sí àwọn ìfọ́pọ̀ gíga ti PPA lè yan fún àwọn bakitéríà tí ó lòdì sí àwọn ohun-ìní antimicrobial rẹ̀ àti pé ó lè má ṣe dandan láti mú un jáde tàbí láti mú un jáde. Fún àpẹẹrẹ, ọ̀pọ̀lọpọ̀ irú Parabacteroides fi ọ̀pọ̀lọpọ̀ iye tó pọ̀ hàn nínú àwọn àpẹẹrẹ PPA, ṣùgbọ́n a kò rí àwọn jiini tó níí ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA tàbí ìṣiṣẹ́ (Àfikún Tábìlì 2, 4, àti 5). Jù bẹ́ẹ̀ lọ, ìṣiṣẹ́ PPA gẹ́gẹ́ bí ìṣiṣẹ́ fermentation jẹ́ ohun tó wọ́pọ̀ láàárín onírúurú bakitéríà (Gonzalez-Garcia et al., 2017). Ìyàtọ̀ bakitéríà tó ga jùlọ lè jẹ́ ìdí fún ọ̀pọ̀lọpọ̀ iye àwọn jiini tó níí ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA nínú àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso (Averina et al., 2020). Jù bẹ́ẹ̀ lọ, 27 (2.14%) nínú àwọn jiini 1332 nìkan ni a sọtẹ́lẹ̀ pé wọ́n jẹ́ àwọn jiini tó níí ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA nìkan. Ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn jiini tó níí ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA tún níí ṣe pẹ̀lú àwọn ọ̀nà ìṣiṣẹ́ mìíràn. Èyí tún fi hàn pé ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn jiini tó níí ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA ga jù nínú àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso; àwọn jiini wọ̀nyí lè ṣiṣẹ́ nínú àwọn ọ̀nà tí kò yọrí sí lílo tàbí ìṣẹ̀dá PPA gẹ́gẹ́ bí ìṣiṣẹ́ mìíràn. Nínú ọ̀ràn yìí, ìṣiṣẹ́ kan ṣoṣo tó níí ṣe pẹ̀lú ìṣẹ̀dá PPA fi ìyàtọ̀ pàtàkì hàn láàárín àwọn irú àpẹẹrẹ. Ní ìyàtọ̀ sí àwọn jiini tó níí ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA, a yan àwọn jiini àmì fún ìṣiṣẹ́ PPA nítorí pé wọ́n níí ṣe taara nínú ipa ọ̀nà bakitéríà fún ìṣiṣẹ́ PPA. Nínú àwọn eku tí wọ́n fara hàn nínú PPA, gbogbo àwọn ẹ̀yà ni a rí pé wọ́n ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ àti agbára láti ṣe PPA tó pọ̀ sí i. Èyí ṣe àtìlẹ́yìn fún àsọtẹ́lẹ̀ pé àwọn PPA yóò yan àwọn olùṣe PPA, nítorí náà, wọ́n á sọtẹ́lẹ̀ pé agbára ìṣelọ́pọ́ PPA yóò pọ̀ sí i. Síbẹ̀síbẹ̀, ọ̀pọ̀ jínì kò ní ìbáṣepọ̀ pẹ̀lú ìfìhàn jínì; nítorí náà, bó tilẹ̀ jẹ́ pé ọ̀pọ̀lọpọ̀ jínì tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣiṣẹ́ PPA ga ní àwọn àpẹẹrẹ ìṣàkóso, ìwọ̀n ìfìhàn lè yàtọ̀ (Shi et al., 2014). Láti fìdí ìbáṣepọ̀ múlẹ̀ láàárín ìbísí àwọn jínì tí ń ṣe PPA àti ìṣelọ́pọ́ PPA, a nílò àwọn ìwádìí nípa ìfìhàn jínì tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣelọ́pọ́ PPA.
Àlàyé iṣẹ́ ti PPA àti àwọn metagenome ìṣàkóso fi àwọn ìyàtọ̀ díẹ̀ hàn. Ìṣàyẹ̀wò PCA ti àkóónú jínì fi àwọn ìṣọ̀kan pàtó hàn láàrín PPA àti àwọn àyẹ̀wò ìṣàkóso (Àwòrán 5). Ìṣàpọ̀ láàárín àyẹ̀wò fi hàn pé àkóónú jínì ìṣàkóso jẹ́ onírúurú, nígbà tí àwọn àyẹ̀wò PPA wà papọ̀. Ìṣàpọ̀ nípasẹ̀ àkóónú jínì jọ ìṣọ̀pọ̀ nípasẹ̀ àkóónú jínì. Nítorí náà, ìyàtọ̀ nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ ipa ọ̀nà bá àwọn ìyípadà nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn irú àti onírúurú nínú wọn mu. Nínú àwọn àyẹ̀wò PPA, àwọn ipa ọ̀nà méjì tí ó ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ púpọ̀ ní í ṣe pẹ̀lú ìṣàpọ̀ suga aminosugar/nucleotide (ko:K21279) àti ọ̀pọ̀lọpọ̀ ipa ọ̀nà ìṣàpọ̀ lipid (ko:K00647, ko:K03801; Àfikún Táblì 3). Àwọn ìran tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ko:K21279 ni a mọ̀ pé wọ́n ní í ṣe pẹ̀lú ìdílé Bacteroides, ọ̀kan lára ​​​​àwọn ìran tí ó ní iye onírúurú tí ó ga jùlọ nínú àwọn àyẹ̀wò PPA. Enzymu yìí lè yẹra fún ìdáhùn àjẹsára nípa fífi àwọn polysaccharides capsular hàn (Wang et al., 2008). Èyí lè ṣe ìdí fún ìbísí nínú àwọn Bacteroidetes tí a rí nínú àwọn eku tí a ti fara hàn nínú PPA. Èyí ń ṣe àfikún ìṣẹ̀dá ọ̀rá tí ó pọ̀ sí i tí a rí nínú èròjà PPA microbiome. Àwọn bakitéríà ń lo ọ̀nà FASIIko:K00647 (fabB) láti ṣe àwọn èròjà ọ̀rá, èyí tí ó lè ní ipa lórí àwọn ipa ọ̀nà ìṣẹ̀dá tí a gbàlejò (Yao àti Rock, 2015; Johnson et al., 2020), àti àwọn ìyípadà nínú ìṣẹ̀dá ọ̀rá lè kó ipa nínú ìdàgbàsókè ọpọlọ (Yu et al., 2020). Ọ̀nà mìíràn tí ó fi hàn pé ó pọ̀ sí i nínú àwọn àpẹẹrẹ PPA ni bíósíntésì hómónù sítrọ́díọ̀mù (ko:K12343). Ẹ̀rí ń pọ̀ sí i pé ìbáṣepọ̀ kan wà láàárín agbára ìfun microbiota láti ní ipa lórí ipele hómónù àti láti jẹ́ kí àwọn hómónù ní ipa lórí, débi pé àwọn ìpele hómónù tí ó ga lè ní àwọn àbájáde ìlera tí ó dínkù (Tetel et al., 2018).
Ìwádìí yìí kò ní ààlà àti àgbéyẹ̀wò. Ìyàtọ̀ pàtàkì kan ni pé a kò ṣe àyẹ̀wò nípa ti ara àwọn ẹranko náà. Nítorí náà, kò ṣeé ṣe láti parí èrò sí tààràtà bóyá àwọn ìyípadà nínú microbiome ní í ṣe pẹ̀lú àrùn èyíkéyìí. Ohun mìíràn tí a gbé yẹ̀wò ni pé a fún àwọn eku nínú ìwádìí yìí ní oúnjẹ kan náà gẹ́gẹ́ bí àwọn ìyá wọn. Àwọn ìwádìí ọjọ́ iwájú lè pinnu bóyá yíyípadà láti oúnjẹ ọlọ́rọ̀ PPA sí oúnjẹ tí kò ní PPA mú kí ipa rẹ̀ lórí microbiome náà sunwọ̀n sí i. Ààlà kan nínú ìwádìí wa, gẹ́gẹ́ bí ọ̀pọ̀lọpọ̀ mìíràn, ni ìwọ̀n àyẹ̀wò tí ó lopin. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé a lè fa àwọn ìparí èrò tó tọ́, ìwọ̀n àyẹ̀wò tí ó tóbi jù yóò fúnni ní agbára ìṣirò tó pọ̀ sí i nígbà tí a bá ń ṣàyẹ̀wò àwọn àbájáde náà. A tún ṣọ́ra nípa ṣíṣe àbájáde nípa ìbáṣepọ̀ láàárín àwọn ìyípadà nínú microbiome inú àti èyíkéyìí àrùn (Yap et al., 2021). Àwọn kókó tí ó rúni lójú pẹ̀lú ọjọ́ orí, abo, àti oúnjẹ lè ní ipa pàtàkì lórí ìṣètò àwọn microbiome. Àwọn kókó wọ̀nyí lè ṣàlàyé àìbáramu tí a rí nínú ìwé nípa ìbáṣepọ̀ microbiome inú pẹ̀lú àwọn àrùn dídíjú (Johnson et al., 2019; Lagod and Naser, 2023). Fún àpẹẹrẹ, a ti fihàn pé àwọn ọmọ ẹgbẹ́ Bacteroidetes ní ìdàgbàsókè tàbí dínkù nínú àwọn ẹranko àti ènìyàn tí wọ́n ní ASD (Angelis et al., 2013; Kushak et al., 2017). Bákan náà, àwọn ìwádìí lórí ìṣẹ̀dá ìfun nínú àwọn aláìsàn tí wọ́n ní àrùn ìfun tí ó ń gbóná ti rí ìbísí àti ìdínkù nínú oríṣiríṣi (Walters et al., 2014; Forbes et al., 2018; Upadhyay et al., 2023). Láti dín ipa ẹ̀tanú abo kù, a gbìyànjú láti rí i dájú pé àwọn ọkùnrin àti obìnrin náà dọ́gba kí ìyàtọ̀ lè jẹ́ èyí tí ó ṣeé ṣe kí ó jẹ́ nípasẹ̀ oúnjẹ. Ìpèníjà kan nínú àkọsílẹ̀ iṣẹ́ ni yíyọ àwọn ìlà ìran tí ó ń ṣiṣẹ́ padà kúrò. Ọ̀nà ìṣọ̀kan ìpele ìran wa nílò ìdámọ̀ ìpele 95% àti ìbáramu gígùn 85%, àti ìbòjú ìtòlẹ́sẹẹsẹ 90% láti mú ìṣọ̀kan èké kúrò. Síbẹ̀síbẹ̀, ní àwọn ọ̀ràn kan, a kíyèsí COGs pẹ̀lú àwọn àkọsílẹ̀ kan náà (fún àpẹẹrẹ, MUT) (Àwòrán 6). Àwọn ìwádìí síwájú síi ni a nílò láti mọ̀ bóyá àwọn ortholog wọ̀nyí yàtọ̀ síra, tí wọ́n ní í ṣe pẹ̀lú ìran pàtó kan, tàbí bóyá èyí jẹ́ ìdíwọ́ ọ̀nà ìṣọ̀kan jínì. Ààlà mìíràn ti àtúnsọ iṣẹ́ ni àìṣedéédéé ìṣọ̀kan; jínì bakitéríà mmdA jẹ́ enzyme tí a mọ̀ tí ó ní í ṣe pẹ̀lú ìṣẹ̀dá propionate, ṣùgbọ́n KEGG kò so ó pọ̀ mọ́ ipa ọ̀nà ìṣẹ̀dá propionate. Ní ìyàtọ̀ sí èyí, àwọn ortholog scpB àti mmcD ní í ṣe pẹ̀lú ara wọn. Iye àwọn jínì tí kò ní àwọn ìkọlù tí a yàn lè yọrí sí àìlèdámọ̀ àwọn jínì tí ó ní í ṣe pẹ̀lú PPA nígbà tí a bá ń ṣe àyẹ̀wò iye jínì. Àwọn ìwádìí ọjọ́ iwájú yóò jàǹfààní láti inú ìwádìí metatranscriptome, èyí tí ó lè fúnni ní òye jíjinlẹ̀ nípa àwọn ànímọ́ iṣẹ́ ti microbiota ìfun àti so ìfarahàn jínì pọ̀ mọ́ àwọn ipa ìsàlẹ̀. Fún àwọn ìwádìí tí ó ní àwọn àrùn ìdàgbàsókè neurodevelopment pàtó tàbí àwọn àrùn ìfun tí ó ní ìgbóná ara, a nílò ìṣàyẹ̀wò ti ara àti ìwà ti àwọn ẹranko láti so àwọn ìyípadà nínú ìṣẹ̀dá microbiome pọ̀ mọ́ àwọn àrùn wọ̀nyí. Àwọn ìwádìí afikún tí a ń gbé microbiome ìfun sínú àwọn eku tí kò ní germ yóò tún wúlò láti pinnu bóyá microbiome náà jẹ́ ohun tí ó ń fa àrùn tàbí ànímọ́ rẹ̀.
Ní àkótán, a fihàn pé PPA oúnjẹ ń ṣiṣẹ́ gẹ́gẹ́ bí ohun tó ń yí ìṣètò ìṣàpẹẹrẹ ìfun padà. PPA jẹ́ ohun ìpamọ́ tí FDA fọwọ́ sí tí a rí ní onírúurú oúnjẹ tí, lẹ́yìn ìgbà pípẹ́, lè fa ìdàrúdàpọ̀ ìfun tó wọ́pọ̀. A rí àwọn ìyípadà nínú ọ̀pọ̀lọpọ̀ bakitéríà, èyí tó fihàn pé PPA lè ní ipa lórí ìṣètò ìfun. Àwọn ìyípadà nínú microbiota lè fa àwọn ìyípadà nínú ìpele àwọn ipa ọ̀nà ìṣiṣẹ́ kan, èyí tó lè fa àwọn ìyípadà ìlera tó bá ìlera àlejò mu. Àwọn ìwádìí síwájú sí i ni a nílò láti pinnu bóyá ipa PPA oúnjẹ lórí ìṣètò ìfun lè fa dysbiosis tàbí àwọn àrùn mìíràn. Ìwádìí yìí fi ìpìlẹ̀ lélẹ̀ fún àwọn ìwádìí ọjọ́ iwájú lórí bí ipa PPA lórí ìṣètò ìfun ṣe lè ní ipa lórí ìlera ènìyàn.
Àwọn ìwádìí tí a gbé kalẹ̀ nínú ìwádìí yìí wà ní àwọn ibi ìkópamọ́ orí ayélujára. Orúkọ ibi ìkópamọ́ àti nọ́mbà ìfàsímọ́ ni: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/, PRJNA1092431.
Ìgbìmọ̀ Ìtọ́jú àti Lílo Ẹranko ti Yunifásítì ti Central Florida (UCF-IACUC) fọwọ́ sí ìwádìí ẹranko yìí (Nọ́mbà Àṣẹ Lílo Ẹranko: PROTO202000002). Ìwádìí yìí bá àwọn òfin, ìlànà àti àwọn ohun tí ilé-iṣẹ́ béèrè mu.
NG: Ìrònú, Ìtọ́jú Dátà, Ìṣàyẹ̀wò déédé, Ìwádìí, Ọ̀nà, Sọ́fítíwọ́ọ̀kì, Ìríran, Kíkọ (àkọsílẹ̀ àtilẹ̀wá), Kíkọ (àtúnyẹ̀wò àti àtúnṣe). LA: Ìrònú, Ìtọ́jú Dátà, Ọ̀nà, Àwọn Ohun Èlò, Kíkọ (àtúnyẹ̀wò àti àtúnṣe). SH: Ìwádìí déédé, Sọ́fítíwọ́ọ̀kì, Kíkọ (àtúnyẹ̀wò àti àtúnṣe). SA: Ìwádìí, Kíkọ (àtúnyẹ̀wò àti àtúnṣe). Adájọ́ Àgbà: Ìwádìí, Kíkọ (àtúnyẹ̀wò àti àtúnṣe). SN: Ìrònú, Ìṣàkóso Iṣẹ́ Àkànṣe, Àwọn Ohun Èlò, Àbójútó, Kíkọ (àtúnyẹ̀wò àti àtúnṣe). TA: Ìrònú, Ìṣàkóso Iṣẹ́ Àkànṣe, Àbójútó, Kíkọ (àtúnyẹ̀wò àti àtúnṣe).
Àwọn òǹkọ̀wé náà kéde pé wọn kò gba ìrànlọ́wọ́ owó kankan fún ìwádìí, ìkọ̀wé, àti/tàbí ìtẹ̀jáde àpilẹ̀kọ yìí.
Àwọn òǹkọ̀wé náà kéde pé ìwádìí náà wáyé láìsí àjọṣepọ̀ ìṣòwò tàbí ti owó tí a lè túmọ̀ sí ìforígbárí àǹfààní. Kò wúlò.
Gbogbo èrò tí a sọ nínú àpilẹ̀kọ yìí jẹ́ ti àwọn òǹkọ̀wé nìkan, kì í sì í ṣe pé ó ṣe àfihàn èrò àwọn ilé iṣẹ́ wọn, àwọn olùtẹ̀wé, àwọn olóòtú, tàbí àwọn olùtúnyẹ̀wò. Gbogbo ọjà tí a ṣe àyẹ̀wò nínú àpilẹ̀kọ yìí, tàbí èyíkéyìí ẹ̀sùn tí àwọn olùpèsè wọn fi kàn án, kò ní ìdánilójú tàbí ìtẹ́wọ́gbà láti ọ̀dọ̀ olùtẹ̀wé.
A le ri awọn ohun elo afikun fun nkan yii lori ayelujara: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frmbi.2024.1451735/full#supplementary-material
Abdelli LS, Samsam A, Nasser SA (2019). Acid Propionic ń fa gliosis àti ìgbóná ara nípa ṣíṣàkóso ipa ọ̀nà PTEN/AKT nínú àwọn àrùn autism spectrum. Àwọn ìròyìn sáyẹ́ǹsì 9, 8824–8824. doi: 10.1038/s41598-019-45348-z
Aitchison, J. (1982). Ìṣàyẹ̀wò ìṣirò ti dátà àkójọpọ̀. JR Stat Soc Ser B Methodol. 44, 139–160. doi: 10.1111/j.2517-6161.1982.tb01195.x
Ahn J, Kwon H, Kim YJ (2023). Ìpíndọ́gba Firmicutes/Bacteroides gẹ́gẹ́ bí okùnfà ewu fún àrùn jẹjẹrẹ ọmú. Ìwé ìròyìn ti Ìṣègùn Ìṣègùn, 12, 2216. doi: 10.3390/jcm12062216
Anders S., Huber W. (2010). Ìṣàyẹ̀wò ìṣàfihàn ìyàtọ̀ ti ìṣàyẹ̀wò iye ìtẹ̀léra. Nat Prev. 1–1, 1–10. doi: 10.1038/npre.2010.4282.1
Angelis, MD, Piccolo, M., Vannini, L., Siragusa, S., Giacomo, AD, Serrazanetti, DI, àti àwọn ẹlòmíràn (2013). Àwọn microbiota ìgbẹ́ àti ìṣẹ̀dá ara nínú àwọn ọmọdé tí wọ́n ní autism àti àrùn ìdàgbàsókè tí ó wọ́pọ̀ tí a kò sọ ní ọ̀nà mìíràn. PloS One 8, e76993. doi: 10.1371/journal.pone.0076993
Averina OV, Kovtun AS, Polyakova SI, Savilova AM, Rebrikov DV, Danilenko VN (2020). Àwọn ànímọ́ neurometabolic bakitéríà ti microbiota inu ikun ninu awọn ọmọde kekere pẹlu awọn rudurudu autism. Iwe akọọlẹ ti Medical Microbiology 69, 558–571. doi: 10.1099/jmm.0.001178
Baquero F., Nombela K. (2012). Microbiome gẹ́gẹ́ bí ẹ̀yà ara ènìyàn. Clinical Microbiology àti Infection 18, 2–4. doi: 10.1111/j.1469-0691.2012.03916.x
Baur T., Dürre P. (2023). Àwọn ìmọ̀ tuntun nípa ìṣiṣẹ́ ara àwọn bakitéríà tí ń ṣe propionic acid: Anaerotignum propionicum àti Anaerotignum neopropionum (tí a mọ̀ sí Clostridium propionicum àti Clostridium neopropionum tẹ́lẹ̀). Àwọn microorganisms 11, 685. doi: 10.3390/microorganisms11030685
Bazer FW, Spencer TE, Wu G, Cudd TA, Meininger SJ (2004). Ounjẹ ti iya ati idagbasoke ọmọ inu oyun. J Nutr. 134, 2169–2172. doi: 10.1093/jn/134.9.2169
Benjamini, Y., àti Hochberg, J. (1995). Ṣíṣàkóso ìwọ̀n èké-rere: Ọ̀nà tó wúlò àti tó gbéṣẹ́ fún ìdánwò púpọ̀. JR Stat Soc Ser B Methodol. 57, 289–300. doi: 10.1111/j.2517-6161.1995.tb02031.x