Riassunto analitico
Il microbiota intestinale è una comunità di microrganismi altamente diversificata e dinamica, che svolge un ruolo cruciale nel mantenere la salute dell’ospite attraverso processi metabolici, immunologici e fisiologici. Negli ultimi anni, è diventata sempre più evidente l'importanza di indagare i meccanismi di funzionamento di questa comunità complessa di microrganismi. Negli ultimi decenni, si sono registrati notevoli progressi nella comprensione del microbiota e delle sue interazioni con l’ospite, grazie all’introduzione di tecniche di sequenziamento di nuova generazione ad alto rendimento e agli approcci metagenomici di tipo coltura- indipendenti.
In questo studio, sono stati analizzati cinquantuno metagenomi fecali di soggetti sani, combinando analisi svolte tramite i programmi Bracken e Kraken2, utilizzando il catalogo Unified Human Gastrointestinal Genome (UHGG). È stata posta particolare attenzione alle 1.897 specie appartenenti alla classe Clostridia: sono state individuate 404 specie con tassonomia riconosciuta (RS), di cui 219 sono state rilevate in tutti i 51 metagenomi. Inoltre, sono state identificate 1.493 specie della classe Clostridia senza caratterizzazione tassonomica (Clostridia No species-CNS).
In questi metagenomi, le specie più abbondanti di Clostridia avevano una tassonomia attribuita (RS) e appartenevano agli ordini Lachnospirales e Oscillospirales, ad eccezione del CNS ER4 SP000765235, che appartiene alla famiglia Oscillospiraceae (ordine Oscillospirales). Sono state effettuate analisi tassonomiche e filogenetiche attraverso la costruzione di un albero filogenetico e di heatmap basate sull'Average Amino Acid Identity (AAI). Sono state condotte analisi genomiche del ceppo di riferimento di questa specie e utilizzati approcci di genomica comparativa, insieme ad analisi funzionali e di biosicurezza utilizzando numerosi strumenti bioinformatici.
I risultati ottenuti indicano che ER4 SP000765235 è una specie prevalentemente non patogena appartenente alla famiglia delle Oscillospiraceae, con un potenziale di patogenicità legato alla dimensione del genoma e al contenuto di GC. Inoltre, dall’analisi dei dati è emersa una diversità significativa tra i genomi appartenenti a questa specie in termini di contenuto di GC, dimensione del genoma e determinanti di virulenza. Recentemente, 20 membri del precedentemente classificato CNS ER4 SP000765235 sono stati riclassificati come la specie riconosciuta Hominicoprocola fusiformis, mentre gli altri 26 precedentemente classificate come ER4 SP000765235 sono state riclassificate come CNS Hominicoprocola sp934835795.
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Abstract
The gut microbiota, a highly diverse and dynamic community of microorganisms, plays a crucial role in maintaining host health through metabolic, immunological, and physiological processes, making its investigation increasingly apparent important in recent years. Advancements in high-throughput next-generation sequencing and culture-independent metagenomic approaches have significantly enhanced our understanding of the gut microbiota’s composition and its interactions with the host.
In this study, fifty-one fecal metagenomes from healthy subjects were analyzed by combining the Bracken and Kraken2 classifiers, utilizing the Unified Human Gastrointestinal Genome (UHGG) catalog. Special focus was placed on the 1,897 species ascribed to the Clostridia class: 404 recognized species (RS) were pinpointed, 219 of which were detected in all the 51 metagenomes. Additionally, 1,493 Clostridia features not ascribed to any recognised species (Clostridia No species-CNS) were detected. Notably, all the most abundant species of Clostridia species belonged to the Lachnospirales and Oscillospirales orders, and were RS, except for the CNS ER4 SP000765235, which belongs to the Oscillospiraceae family (Oscillospirales order).
Taxonomic and phylogenetic analyses were performed through the construction of a phylogenetic tree and heatmaps based on Average Amino Acid Identity (AAI). Genomic analysis of the Reference strain and comparative genomic approaches were conducted, alongside, biosafety and functional analyses using bioinformatics tools.
Our findings demonstrate that ER4 SP000765235 is primarily a non-pathogenic species belonging to the Oscillospiraceae family, with pathogenic potential linked to genome size and the GC content. Furthermore, significant diversity was found among the genomes ascribed to ER4 SP000765235 in terms of GC content, genome size and virulence determinants. Recently, 20members of the previously classified CNS ER4 SP000765235 have been reclassified as the recognized species Hominicoprocola fusiformis (CRS), whereas the other 26 genomes previously assigned to the species ER4 SP000765235 have been classified within the CNS Hominicoprocola sp934835795.
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