Capturing the diversity of the human gut microbiota through culture-enriched molecular profiling
Notice bibliographique
Résumé
BACKGROUND: The human gut microbiota has been implicated in most aspects of health and disease; however, most of the bacteria in this community are considered unculturable, so studies have relied on molecular-based methods. These methods generally do not permit the isolation of organisms, which is required to fully explore the functional roles of bacteria for definitive association with host phenotypes. Using a combination of culture and 16S rRNA gene sequencing, referred to as culture-enriched molecular profiling, we show that the majority of the bacteria identified by 16S sequencing of the human gut microbiota can be cultured. METHODS: Five fresh, anaerobic fecal samples were cultured using 33 media and incubation of plates anaerobically and aerobically resulted in 66 culture conditions for culture-enriched molecular profiling. The cultivable portion of the fecal microbiota was determined by comparing the operational taxonomic units (OTUs) recovered by 16S sequencing of the culture plates to OTUs from culture-independent sequencing of the fecal sample. Targeted isolation of Lachnospiraceae strains using conditions defined by culture-enriched molecular profiling was carried out on two fresh stool samples. RESULTS: We show that culture-enriched molecular profiling, utilizing 66 culture conditions combined with 16S rRNA gene sequencing, allowed for the culturing of an average of 95 % of the OTUs present at greater than 0.1 % abundance in fecal samples. Uncultured OTUs were low abundance in stool. Importantly, comparing culture-enrichment to culture-independent sequencing revealed that the majority of OTUs were detected only by culture, highlighting the advantage of culture for studying the diversity of the gut microbiota. Applying culture-enriched molecular profiling to target Lachnospiraceae strains resulted in the recovery of 79 isolates, 12 of which are on the Human Microbiome Project's "Most Wanted" list. CONCLUSIONS: We show that, through culture-enriched molecular profiling, the majority of the bacteria in the human gut microbiota can be cultured and this method revealed greater bacterial diversity compared to culture-independent sequencing. Additionally, this method could be applied for the targeted recovery of a specific bacterial group. This approach allows for the isolation of bacteria of interest from the gut microbiota, providing new opportunities to explore mechanisms of microbiota-host interactions and the diversity of the human microbiota.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».