Новое исследование, проведенное китайской компанией BGI Genomics, специализирующейся на точной медицине, показало, что бактерии нашего кишечника специфичны для региона, в котором мы живем, и что машинное обучение может быть использовано для прогнозирования нашего местоположения с высокой точностью на основе состава нашего микробиома.
Наш кишечный микробиом может предсказать город, в котором мы живем, с точностью до 94%
Бактерии в вашем кишечнике могут рассказать о вас больше, чем ваш акцент. В новом исследовании ученые использовали микробиом человека, чтобы предсказать его местоположение, вплоть до города, с точностью до 94%.
Unsplash
Это придает новый смысл фразе «вы — это то, что вы едите»
Что показало исследование
Авторы опросили 381 взрослого здорового китайца из двух городов в провинции Хубэй: Ухань, расположенного на востоке и в центральной части Китая, и Шиян, расположенный на северо-западе. Города находятся примерно в 500 км друг от друга. Все участники не имели серьезных заболеваний и не принимали антибиотики в течение предыдущих трех месяцев.
Образцы кала были собраны и проанализированы с помощью метагеномного секвенирования. Было выявлено 649 видов бактерий и 515 метаболических путей, которые были сопоставлены у разных людей. Затем исследователи применили алгоритмы машинного обучения, чтобы классифицировать город проживания людей на основе их кишечной микробиоты.
Они обнаружили, что у жителей Уханя и Шияна были статистически значимые различия как в микробном разнообразии, так и в видовом составе. В микробиоме людей из Уханя был отмечен более высокий уровень Bacteroides stercoris, в то время как в группе Шиян преобладала Prevotella copri. B. stercoris — ключевая кишечная бактерия, известная тем, что расщепляет сложные углеводы и продуцирует короткоцепочечные жирные кислоты (КЖК), которые полезны для здоровья.
Исследователи предположили, что преобладающий рацион питания каждого города сыграл определенную роль в формировании состава микробиома его жителей. С одной стороны, расположение Уханя среди водно-болотных угодий означает, что его жители, скорее всего, придерживаются рациона, богатого пресноводной рыбой, корнями лотоса и листовой зеленью. С другой стороны, расположение Шияна означает, что его кухня находится под влиянием соседей, которые любят блюда на основе пшеницы с большим количеством перца чили.
Исследователи разработали модель машинного обучения, которая интегрировала 16 видов бактерий и 12 метаболических путей, характерных для конкретного города. Модель достигла высокого уровня точности— 94%, что значительно превосходит модели, которые использовали только виды или только пути. Это говорит о том, что даже такие близко расположенные популяции, как Ухань и Шиян, могут иметь отчетливые и уникальные «отпечатки микробиома».