प्रोपिओनिक एसिड (PPA), जे एकटा एंटीफंगल एजेंट आ आम आहार एडिटिव छै, चूहा मे असामान्य न्यूरोडेवलपमेंट के साथ जठरांत्र संबंधी विकार के कारण देखल गेल छै, जे आंत के डिसबायोसिस के कारण भ सकैत छै. आहार पीपीए एक्सपोजर आ आंत माइक्रोबायोटा डिस्बायोसिस कें बीच एकटा संबंध कें सुझाव देल गेल छै, मुदा एकर सीधा जांच नहि कैल गेल छै. यहाँ, हमनें आंत माइक्रोबायोटा संरचना म॑ पीपीए स॑ जुड़लऽ परिवर्तन के जांच करलकै जेकरा स॑ डिस्बायोसिस होय सकै छै । एकटा अनुपचारित आहार (n=9) आ पीपीए-समृद्ध आहार (n=13) खिलाएल गेल चूहों कें आंत माइक्रोबायोम कें अनुक्रमण दीर्घ दूरी कें मेटाजीनोमिक अनुक्रमण कें उपयोग सं कैल गेलय, ताकि माइक्रोबियल संरचना आ जीवाणु चयापचय मार्ग मे अंतर कें आकलन कैल जा सकय. आहार पीपीए महत्वपूर्ण टैक्सा केरऽ प्रचुरता म॑ वृद्धि स॑ जुड़लऽ छेलै, जेकरा म॑ कई बैक्टीरोइड्स, प्रीवोटेला, आरू रुमिनोकोकस प्रजाति शामिल छेलै, जेकरऽ सदस्य पहिने पीपीए उत्पादन म॑ शामिल छेलै । पीपीए केरऽ संपर्क म॑ ऐलऽ चूहा के माइक्रोबायोम म॑ भी लिपिड मेटाबोलिज्म आरू स्टेरॉयड हार्मोन जैव संश्लेषण स॑ संबंधित अधिक मार्ग छेलै । हमरऽ परिणाम संकेत करै छै कि पीपीए आंत के माइक्रोबायोटा आरू ओकरऽ संबद्ध चयापचय मार्ग म॑ बदलाव लानी सकै छै । इ देखल गेल परिवर्तनक इ बात कें उजागर करयत छै की सेवन कें लेल सुरक्षित कें रूप मे वर्गीकृत संरक्षक आंत कें सूक्ष्मजीवक कें संरचना आ बदला मे मानव स्वास्थ्य कें प्रभावित कयर सकय छै.
मानव माइक्रोबायोम क॑ अक्सर “शरीर केरऽ अंतिम अंग” कहलऽ जाय छै आरू ई मानव स्वास्थ्य म॑ महत्वपूर्ण भूमिका निभाबै छै (बकेरो आरू नोम्बेला, २०१२) । विशेष रूप स॑ आंतऽ के माइक्रोबायोम क॑ अपनऽ सिस्टम-व्यापी प्रभाव आरू बहुत सारा आवश्यक कार्यऽ म॑ भूमिका लेली पहचानलऽ जाय छै । कोमेन्सल बैक्टीरिया आंत मे प्रचुर मात्रा मे होयत छै, जे कई पारिस्थितिकी आला पर कब्जा करयत छै, पोषक तत्वक कें उपयोग करयत छै, आ संभावित रोगजनक कें साथ प्रतिस्पर्धा करयत छै (जंध्याला एट अल., 2015)। आंत कें सूक्ष्मजीवक कें विविध जीवाणु घटक आवश्यक पोषक तत्वक जैना विटामिन कें उत्पादन आ पाचन कें बढ़ावा देवय मे सक्षम छै (रोलैंड एट अल., 2018)। बैक्टीरियल मेटाबोलाइट्स ऊतक विकास क॑ प्रभावित करै आरू चयापचय आरू प्रतिरक्षा मार्ग क॑ बढ़ाबै वाला भी दिखालऽ गेलऽ छै (Heijtz et al., 2011; Yu et al., 2022) । मानव आंत माइक्रोबायोम कें संरचना अत्यंत विविध छै आ आनुवंशिक आ पर्यावरणीय कारक जैना आहार, लिंग, दवाइयक, आ स्वास्थ्य स्थिति पर निर्भर करय छै (कुंभरे एट अल., 2019)।
मातृ आहार भ्रूण आ नवजात विकास कें एकटा महत्वपूर्ण घटक छै आ यौगिक कें एकटा कथित स्रोत छै जे विकास कें प्रभावित कयर सकय छै (बेज़र एट अल., 2004; इनिस, 2014)। ऐहन एकटा ब्याज कें यौगिक प्रोपिओनिक एसिड (पीपीए) छै, जे बैक्टीरियल किण्वन सं प्राप्त एकटा छोट श्रृंखला वाला फैटी एसिड उप-उत्पाद आ एकटा खाद्य एडिटिव (डेन बेस्टन एट अल., 2013) छै. पीपीए कें जीवाणुरोधी आ फंगल विरोधी गुण छै आ अइ कें लेल एकर उपयोग खाद्य संरक्षक कें रूप मे आ औद्योगिक अनुप्रयोगक मे फफूंदी आ बैक्टीरिया कें विकास कें रोकय कें लेल कैल जायत छै (वेम्मेनहोव एट अल., 2016)। पीपीए कें अलग-अलग ऊतकक मे अलग-अलग प्रभाव होयत छै. यकृत म॑ पीपीए केरऽ मैक्रोफेज म॑ साइटोकिन अभिव्यक्ति क॑ प्रभावित करी क॑ विरोधी भड़काऊ प्रभाव होय छै (Kawasoe et al., 2022) । ई नियामक प्रभाव अन्य प्रतिरक्षा कोशिका म॑ भी देखलऽ गेलऽ छै, जेकरा स॑ सूजन केरऽ डाउनरेगुलेशन होय ​​जाय छै (Haase et al., 2021) । मुदा, मस्तिष्क मे एकर विपरीत प्रभाव देखल गेल अछि। पिछला अध्ययनक सं पता चलल छै कि पीपीए कें संपर्क मे आबै सं चूहों मे ऑटिज्म जैना व्यवहार पैदा होय छै (एल-अंसारी एट अल., 2012)। अन्य अध्ययनऽ स॑ पता चललै छै कि पीपीए ग्लियोसिस क॑ प्रेरित करी सकै छै आरू मस्तिष्क म॑ प्रो-इंफ्लेमेटरी मार्ग क॑ सक्रिय करी सकै छै (Abdelli et al., 2019) । चूँकि पीपीए एकटा कमजोर एसिड छै, ई आंतऽ के उपकला के माध्यम स॑ रक्तप्रवाह म॑ फैल॑ सकै छै आरू ई तरह रक्त-मस्तिष्क बाधा के साथ-साथ नाल सहित प्रतिबंधात्मक बाधा के पार करी सकै छै (स्टिनसन एट अल., 2019), जे बैक्टीरिया द्वारा उत्पादित नियामक मेटाबोलाइट के रूप म॑ पीपीए के महत्व प॑ प्रकाश डालै छै । यद्यपि ऑटिज्म कें लेल एकटा जोखिम कारक कें रूप मे पीपीए कें संभावित भूमिका कें बारे मे वर्तमान मे जांच कैल जा रहल छै, मुदा ऑटिज्म कें रोगी व्यक्तियक पर एकर प्रभाव न्यूरल भेदभाव कें प्रेरित करय सं बेसि भ सकय छै.
न्यूरोडेवलपमेंटल विकार कें रोगी मे जठरांत्र संबंधी लक्षण जेना दस्त आ कब्ज आम छै (Cao et al., 2021) । पिछला अध्ययनक सं पता चलल छै कि ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर (ASD) कें मरीजक कें माइक्रोबायोम स्वस्थ व्यक्तियक सं भिन्न छै, जे आंत कें माइक्रोबायोटा डिस्बायोसिस कें उपस्थिति कें सुझाव देयत छै (Finegold et al., 2010) । तहिना, भड़काऊ आंत रोग, मोटापा, अल्जाइमर रोग आदि कें रोगी कें माइक्रोबायोम विशेषता सेहो स्वस्थ व्यक्तियक सं भिन्न छै (Turnbaugh et al., 2009; Vogt et al., 2017; Henke et al., 2019) । लेकिन, आज तलक आंतऽ के माइक्रोबायोम आरू न्यूरोलॉजिकल बीमारी या लक्षणऽ के बीच कोनों कारण संबंध स्थापित नै होय सकलऽ छै (याप एट अल., 2021), हालांकि ई मानलऽ जाय छै कि ई बीमारी केरऽ कुछ अवस्था म॑ कई बैक्टीरिया प्रजाति के भूमिका छै । उदाहरण कें लेल, एकेरमैनसिया, बैक्टीरोइड्स, क्लोस्ट्रिडियम, लैक्टोबैसिलस, डेसल्फोविब्रिओ आ अन्य जेनरा ऑटिज्म कें रोगी कें माइक्रोबायोटा मे बेसि प्रचुर मात्रा मे होयत छै (टोमोवा एट अल., 2015; गोलुबेवा एट अल., 2017; क्रिस्टियानो एट अल., 2018; ज़ुरिटा एट अल., 2020)। उल्लेखनीय छै कि ई जेनरा म॑ स॑ कुछ सदस्य प्रजाति के पास पीपीए उत्पादन स॑ जुड़लऽ जीन होय ​​के बारे म॑ जानलऽ जाय छै (Reichardt et al., 2014; Yun and Lee, 2016; Zhang et al., 2019; Baur and Dürre, 2023) । पीपीए केरऽ रोगाणुरोधी गुणऽ क॑ देखत॑ हुअ॑ एकरऽ प्रचुरता बढ़ाना पीपीए-उत्पादक बैक्टीरिया केरऽ विकास लेली फायदेमंद होय सकै छै (जैकबसन एट अल., 2018) । एहि तरहें, पीएफए ​​सं भरपूर वातावरण आंत कें सूक्ष्मजीवक मे परिवर्तन कें कारण भ सकएयत छै, जठरांत्र संबंधी रोगजनक सहित, जे जठरांत्र संबंधी लक्षणक कें कारण संभावित कारक भ सकएयत छै.
माइक्रोबायोम शोध म॑ एगो केंद्रीय सवाल ई छै कि माइक्रोबियल संरचना म॑ अंतर अंतर्निहित बीमारी के कारण या लक्षण छै कि नै । आहार, आंत माइक्रोबायोम आ न्यूरोलॉजिकल रोगक कें बीच जटिल संबंध कें स्पष्ट करय कें दिशा मे पहिल कदम माइक्रोबियल संरचना पर आहार कें प्रभाव कें आकलन करनाय छै. एकरा लेली, हमनें पीपीए-समृद्ध या पीपीए-क्षीण आहार खिलाबै वाला चूहा के संतान के आंत माइक्रोबायोम के तुलना करै लेली लंबा समय स॑ पढ़लऽ जाय वाला मेटाजीनोमिक अनुक्रमण के उपयोग करलकै । संतान के ओहिना आहार देल जाइत छल जेना माय के। हमनें परिकल्पना करलकै कि पीपीए-समृद्ध आहार कें परिणामस्वरूप आंत कें सूक्ष्मजीव संरचना आ सूक्ष्मजीव कार्यात्मक मार्गक मे परिवर्तन होयत, विशेष रूप सं जे पीपीए चयापचय आ/या पीपीए उत्पादन सं संबंधित छै.
इ अध्ययन मे FVB/N-Tg(GFAP-GFP)14Mes/J ट्रांसजेनिक चूहों (जैक्सन प्रयोगशाला) कें उपयोग कैल गेलय जे सेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय कें संस्थागत पशु देखभाल आ उपयोग समिति (UCF-IACUC) (पशु उपयोग परमिट संख्या: PROTO202000002) कें दिशा निर्देशक कें पालन करयत ग्लिया-विशिष्ट GFAP प्रमोटर कें नियंत्रण मे ग्रीन फ्लोरोसेंट प्रोटीन (GFP) कें ओवरएक्सप्रेस करय छै. दूध छुड़ाएय कें बाद, चूहों कें अलग-अलग पिंजरा मे राखल गेलय जइ मे प्रति पिंजरा मे प्रत्येक लिंग कें 1-5 चूहा छल. चूहों कें या त शुद्ध नियंत्रण आहार (संशोधित ओपन-लेबल मानक आहार, 16 किलोकैलोरी% वसा) या सोडियम प्रोपिओनेट-पूरक आहार (संशोधित खुला-लेबल मानक आहार, 16 किलोकैलोरी% वसा, 5,000 पीपीएम सोडियम प्रोपिओनेट युक्त) कें साथ एड लिबिटम रूप सं खिलाएल गेलय. सोडियम प्रोपिओनेट कें उपयोग कैल गेलय मात्रा 5,000 मिलीग्राम पीएफए/किलोग्राम कुल खाद्य वजन कें बराबर छल. इ खाद्य संरक्षक कें रूप मे उपयोग कें लेल मंजूर पीपीए कें सब सं बेसि सांद्रता छै. अइ अध्ययन कें तैयारी कें लेल माता-पिता चूहाक कें संभोग सं पहिले 4 सप्ताह तइक दूनू आहार देल गेलय आ बांध कें पूरा गर्भावस्था मे जारी राखल गेलय. संतान चूहा [22 चूहा, 9 नियंत्रण (6 नर, 3 मादा) आ 13 पीपीए (4 नर, 9 मादा)] कें दूध छुड़ा देल गेलय आ ओकर बाद 5 महीना तइक बांधक कें समान आहार पर जारी राखल गेलय. संतान चूहाक कें 5 महीना कें उम्र मे बलि देल गेलय आ ओकर आंत कें मल सामग्री कें एकत्र कैल गेलय आ शुरू मे 1.5 मिलीलीटर माइक्रोसेंट्रीफ्यूज ट्यूब मे -20 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहित कैल गेलय आ ओकर बाद -80 डिग्री सेल्सियस फ्रीजर मे स्थानांतरित कैल गेलय जखन तइक मेजबान डीएनए खतम नहि भ गेलय आ माइक्रोबियल न्यूक्लिक एसिड निकालल गेलय.
मेजबान डीएनए क॑ एक संशोधित प्रोटोकॉल (Charalampous et al., 2019) के अनुसार हटाय देलऽ गेलऽ छेलै । संक्षेप मे, मल सामग्री कें 500 μl InhibitEX (Qiagen, Cat#/ID: 19593) मे स्थानांतरित करल गेलय आ जमे हुए संग्रहीत करल गेलय. प्रति निष्कर्षण अधिकतम 1-2 मल गोली कें प्रक्रिया करूं. तखन मल सामग्री कें यंत्रवत रूप सं ट्यूब कें अंदर प्लास्टिक कें मूसल कें उपयोग सं एकरूप बना क एकटा घोल बनायल गेलय. नमूनाक कें 10,000 आरसीएफ पर 5 मिनट या नमूनाक कें गोली बनय तइक अपकेंद्रित्रित करूं, तखन सुपरनेटेंट कें आस्पिरेट करूं आ गोली कें 250 μl 1× पीबीएस मे पुन: निलंबित करूं. यूकेरियोटिक कोशिका झिल्ली कें ढीला करय कें लेल डिटर्जेंट कें रूप मे नमूना मे 250 μl 4.4% सैपोनिन घोल (TCI, उत्पाद संख्या S0019) मिलाऊं. नमूना क॑ चिकना होय तलक धीरे-धीरे मिलालऽ गेलऽ छेलै आरू कमरा केरऽ तापमान प॑ 10 मिनट तलक इन्क्यूबेशन करलऽ गेलऽ छेलै । अगिला, यूकेरियोटिक कोशिका क॑ बाधित करै लेली नमूना म॑ 350 μl न्यूक्लियस-मुक्त पानी मिलालऽ गेलऽ छेलै, 30 s तलक इन्क्यूबेशन करलऽ गेलऽ छेलै, आरू ओकरा बाद 12 μl 5 M NaCl मिलालऽ गेलऽ छेलै । तखन नमूनाक कें 6000 आरसीएफ पर 5 मिनट तइक अपकेंद्रित्रित कैल गेलय. सुपरनेटेंट कें एस्पिरेट करूं आ गोली कें 100 μl 1X पीबीएस मे पुनः लटका दिअ. मेजबान डीएनए कें हटावय कें लेल, 100 μl HL-SAN बफर (12.8568 g NaCl, 4 ml 1M MgCl2, 36 ml न्यूक्लियस-मुक्त पानी) आ 10 μl HL-SAN एंजाइम (ArticZymes P/N 70910-202) मिलाऊं. नमूनाक कें पिपेटिंग सं नीक सं मिला देल गेलय आ 37 डिग्री सेल्सियस पर 30 मिनट कें लेल 800 आरपीएम पर एपेनडॉर्फ TM थर्मोमिक्सर सी पर इन्क्यूबेशन करल गेलय.इन्क्यूबेशन कें बाद 6000 आरसीएफ पर 3 मिनट तइक अपकेंद्रित्रित करल गेलय आ 800 μl आ 1000 μl 1X पीबीएस सं दू बेर धोल गेलय. अंत मे, गोली कें 100 μl 1X पीबीएस मे पुनः लटका दिअ.
न्यू इंग्लैंड बायोलैब्स मोनार्क जीनोमिक डीएनए प्यूरिफिकेशन किट (न्यू इंग्लैंड बायोलैब्स, इप्सविच, एमए, कैट # T3010L) कें उपयोग सं कुल बैक्टीरियल डीएनए अलग करल गेलय छेलै. किट कें साथ उपलब्ध करायल गेल मानक संचालन प्रक्रिया मे किछु संशोधन कैल गेल छै. अंतिम इल्यूशन कें लेल ऑपरेशन सं पहिले न्यूक्लियस मुक्त पानी कें 60 डिग्री सेल्सियस पर इन्क्यूबेशन आ बनाए रखनाय. प्रत्येक नमूना मे 10 μl प्रोटीनेज के आ 3 μl आरएनएज ए मिला दियौ । तखन 100 μl सेल लाइसिस बफर मिला दियौ आ धीरे सँ मिला दियौ । तखन नमूनाक कें EppendorfTM ThermoMixer C मे 56°C आ 1400 rpm पर कम सं कम 1 घंटा आ 3 घंटा तइक इन्क्यूबेट कैल गेलय. इन्क्यूबेटेड नमूना क॑ 12,000 आरसीएफ प॑ 3 मिनट तलक अपकेंद्रित्रित करलऽ गेलऽ छेलै आरू हर नमूना स॑ सुपरनेटेंट क॑ अलग स॑ 1.5 एमएल माइक्रोसेंट्रीफ्यूज ट्यूब म॑ स्थानांतरित करलऽ गेलऽ छेलै जेकरा म॑ 400 μL बाइंडिंग घोल छेलै । तखन ट्यूब क॑ 1 सेकंड के अंतराल प॑ 5-10 सेकंड तलक पल्स भंवर लगाय देलऽ गेलै । प्रत्येक नमूना कें पूरा तरल सामग्री (लगभग 600-700 μL) कें एकटा फिल्टर कारतूस मे स्थानांतरित करूं जे फ्लो-थ्रू संग्रहण ट्यूब मे राखल गेल छै. ट्यूब क॑ 1,000 आरसीएफ प॑ 3 मिनट तलक अपकेंद्रित्रित करलऽ गेलऽ छेलै ताकि प्रारंभिक डीएनए बाइंडिंग होय सक॑ आरू ओकरा बाद 12,000 आरसीएफ प॑ 1 मिनट तलक अपकेंद्रित्रित करलऽ गेलऽ छेलै ताकि अवशिष्ट तरल पदार्थ क॑ हटाय देलऽ जाय सक॑ । नमूना स्तंभ कें नव संग्रहण ट्यूब मे स्थानांतरित कैल गेलय आ ओकर बाद दू बेर धोल गेलय. पहिल धोवा कें लेल, प्रत्येक ट्यूब मे 500 μL धोनाय बफर मिलाऊं. ट्यूब कें 3-5 बेर उल्टा करूं आ फेर 12,000 आरसीएफ पर 1 मिनट कें लेल अपकेंद्रित्रित करूं. संग्रह ट्यूब सं तरल पदार्थ कें फेंक दिअ आ फिल्टर कारतूस कें वापस ओही संग्रह ट्यूब मे राखूं. दोसर धोबाक लेल बिना उल्टे फिल्टर मे 500 μL धोबाक बफर मिला दियौ । नमूना कए 12,000 आरसीएफ पर 1 मिनट तक अपकेंद्रित्रित कैल गेल। फिल्टर कें 1.5 mL LoBind® ट्यूब मे स्थानांतरित करूं आ 100 μL पूर्व-गर्म न्यूक्लियस-मुक्त पानी डालूं. फिल्टर क॑ कमरा केरऽ तापमान प॑ १ मिनट तलक इन्क्यूबेशन करलऽ गेलऽ छेलै आरू ओकरा बाद 12,000 आरसीएफ प॑ १ मिनट तलक अपकेंद्रित्रित करलऽ गेलऽ छेलै । इल्यूट डीएनए -80 डिग्री सेल्सियस पर संग्रहीत कयल गेल।
डीएनए सांद्रता क॑ QubitTM 4.0 फ्लोरोमीटर के उपयोग करी क॑ मात्राबद्ध करलऽ गेलऽ छेलै । निर्माता केरऽ निर्देश के अनुसार QubitTM 1X dsDNA High Sensitivity Kit (Cat. No. Q33231) के उपयोग करी क॑ डीएनए तैयार करलऽ गेलऽ छेलै । डीएनए टुकड़ा लंबाई वितरण क॑ एग्लिएंट TM 4150 या 4200 टेपस्टेशन के उपयोग करी क॑ मापलऽ गेलऽ छेलै । एजिलेंट TM जीनोमिक डीएनए अभिकर्मक (कैट. नंबर 5067-5366) आरू जीनोमिक डीएनए स्क्रीनटेप (कैट. नंबर 5067-5365) के उपयोग स॑ डीएनए तैयार करलऽ गेलऽ छेलै । पुस्तकालय तैयारी निर्माता के निर्देश के अनुसार ऑक्सफोर्ड नैनोपोर टेक्नोलॉजीज TM (ONT) रैपिड पीसीआर बारकोडिंग किट (SQK-RPB004) के उपयोग स॑ करलऽ गेलऽ छेलै । डीएनए क॑ एक Min106D फ्लो सेल (R 9.4.1) के साथ एक ONT GridIONTM Mk1 अनुक्रमक के उपयोग स॑ अनुक्रमित करलऽ गेलऽ छेलै । अनुक्रमण सेटिंग्स छल: उच्च सटीकता बेस कॉलिंग, न्यूनतम q मान 9, बारकोड सेटअप, आ बारकोड ट्रिम. नमूना क॑ 72 घंटा तलक अनुक्रमित करलऽ गेलै, जेकरा बाद बेस कॉल डाटा क॑ आगू के प्रोसेसिंग आरू विश्लेषण लेली जमा करलऽ गेलै ।
जैव सूचना विज्ञान संसाधन पहिने वर्णित विधियक (ग्रीनमैन एट अल., 2024) कें उपयोग सं कैल गेलय छेलै. अनुक्रमण सं प्राप्त FASTQ फाइल कें प्रत्येक नमूना कें लेल डायरेक्टरी मे विभाजित कैल गेलय. जैव सूचना विज्ञान विश्लेषण सं पहिने निम्नलिखित पाइपलाइन कें उपयोग सं आंकड़ा कें संसाधित कैल गेलय: पहिल, नमूनाक कें FASTQ फाइल कें एकटा FASTQ फाइल मे विलय कैल गेलय. तखन, 1000 बीपी स॑ छोटऽ रीड्स क॑ Filtlong v. 0.2.1 केरऽ उपयोग करी क॑ फ़िल्टर करलऽ गेलऽ छेलै, जेकरा म॑ एकमात्र पैरामीटर बदललऽ गेलऽ छेलै –min_length 1000 (Wick, 2024) । आगू कें फ़िल्टरिंग सं पहिने, रीड क्वालिटी कें नियंत्रण नैनोप्लॉट बनाम 1.41.3 कें उपयोग सं निम्नलिखित पैरामीटरक कें साथ करल गेलय छेलै: –fastq –plots dot –N50 -o(डी कोस्टर आ रेडमेकर्स, 2023)। रीड्स क॑ माउस संदर्भ जीनोम GRCm39 (GCF_000001635.27) स॑ संरेखित करलऽ गेलऽ छेलै जेकरा म॑ minimap2 v(ली, 2018)। उत्पन्न संरेखण फाइल क॑ samtools v. 1.16.1 म॑ samtools view -b (Danecek et al., 2021) के उपयोग करी क॑ BAM प्रारूप म॑ बदललऽ गेलऽ छेलै । तखन samtools view -b -f 4 कें उपयोग सं अनलाइन रीड्स कें पहचान करल गेलय, जे इ दर्शाबै छै कि इ रीड्स मेजबान जीनोम सं संबंधित नै छै. असंरेखित रीड्स क॑ डिफ़ॉल्ट पैरामीटर के साथ samtools bam2fq के उपयोग करी क॑ वापस FASTQ प्रारूप म॑ बदललऽ गेलऽ छेलै । नैनोप्लॉट क॑ आगू वर्णित सेटिंग्स के उपयोग करी क॑ आगू के फ़िल्टर करलऽ गेलऽ रीड्स प॑ पुनः चलालऽ गेलऽ छेलै । छानने के बाद मेटाफ्लाई बनाम 2.8.2-b1689 के उपयोग स॑ मेटाजीनोमिक डाटा क॑ निम्नलिखित पैरामीटर के साथ इकट्ठा करलऽ गेलऽ छेलै: –नैनो-कच्चा–मेटा (कोल्मोगोरोव एट अल., 2020)। शेष पैरामीटर कए ओकर पूर्वनिर्धारित मान पर छोड़ू. असेंबली के बाद, फ़िल्टर करलऽ गेलऽ रीड्स क॑ minimap2 के उपयोग करी क॑ असेंबली म॑ मैप करलऽ गेलऽ छेलै, आरू -ax map-ont पैरामीटर के उपयोग SAM प्रारूप म॑ एक संरेखण फाइल उत्पन्न करै लेली करलऽ गेलऽ छेलै । विधानसभा क॑ सबसें पहलऽ रेकन v. 1.4.20 केरऽ उपयोग करी क॑ निम्नलिखित पैरामीटर के साथ परिष्कृत करलऽ गेलऽ छेलै: -m 8 -x -6 -g -8 -w 500 -u ( Vaser et al., 2017 ). रेकन पूरा होय के बाद, एकरा medaka v. 1.7.2 के साथ आरू परिष्कृत करलऽ गेलऽ छेलै, medaka_consesus के उपयोग करी क॑, -m पैरामीटर क॑ छोड़ी क॑ सब पैरामीटर क॑ ओकरऽ डिफ़ॉल्ट मान प॑ छोड़लऽ गेलऽ छेलै । -m पैरामीटर क॑ r941_min_hac_g507 प॑ सेट करलऽ गेलऽ छै ताकि फ्लो सेल रसायन विज्ञान आरू उच्च-सटीकता बेस कॉलिंग क॑ निर्दिष्ट करलऽ जाय सक॑ जे हमरऽ डाटा (nanoporetech/medaka, 2024) लेली प्रयोग करलऽ जाय छै । फ़िल्टर करलऽ गेलऽ डाटा (अब माइक्रोबियल डाटा कहलऽ जाय छै) आरू अंतिम साफ करलऽ गेलऽ असेंबली के उपयोग बाद के विश्लेषण लेली करलऽ गेलऽ छेलै ।
वर्गीकरण वर्गीकरण के लेलऽ, रीड्स आरू इकट्ठा करलऽ गेलऽ कॉन्टिग क॑ Kraken2 v. 2.1.2 ( Wood et al., 2019 ) के उपयोग करी क॑ वर्गीकृत करलऽ गेलऽ छेलै । क्रमशः रीड्स आ असेंबली कें लेल रिपोर्ट आ आउटपुट फाइल जेनरेट करनाय. रीड्स आ असेंबली कें विश्लेषण करय कें लेल –use-names विकल्प कें उपयोग करूं. –gzip-compressed आरू –paired विकल्प रीड सेगमेंट कें लेल निर्दिष्ट करल गेलय छै. मेटाजीनोम म॑ टैक्सा केरऽ सापेक्षिक प्रचुरता के अनुमान ब्रैकन बनाम 2.8 ( Lu et al., 2017 ) के उपयोग करी क॑ लगैलऽ गेलऽ छेलै । हम सबस पहिने एकटा kmer डाटाबेस बनेलहुं जाहि मे 1000 बेस छल जे bracken-build क उपयोग कए निम्नलिखित पैरामीटर क संग छल: -d-k 35 -l 1000 एक बेर बनलाक बाद, ब्रैकन kraken2 द्ववारा उत्पन्न रिपोर्ट कें आधार पर चलयत छै आ निम्नलिखित विकल्पक कें उपयोग करयत डाटा कें फ़िल्टर करयत छै: -d -I -O-पृष्ठ 1000 -एल

ओय मे सं पी, जी या एस कें चयन विश्लेषण कैल जा रहल वर्गीकरण स्तर कें आधार पर कैल जायत छै. झूठा सकारात्मक वर्गीकरण केरऽ प्रभाव क॑ कम स॑ कम करै लेली 1e-4 (1/10,000 रीड्स) केरऽ न्यूनतम सापेक्षिक प्रचुरता सीमा अपनालऽ गेलऽ छेलै । सांख्यिकीय विश्लेषण स॑ पहल॑ ब्रैकन (fraction_total_reads) द्वारा रिपोर्ट करलऽ गेलऽ सापेक्षिक प्रचुरता क॑ केंद्रित लॉग-अनुपात (CLR) परिवर्तन (Aitchison, 1982) के उपयोग करी क॑ रूपांतरित करलऽ गेलऽ छेलै । सीएलआर विधि क॑ डाटा रूपांतरण लेली चुनलऽ गेलऽ छेलै, कैन्हेंकि ई पैमाना-अविकारी छै आरू गैर-विरल डाटासेट लेली पर्याप्त छै (ग्लोर एट अल., 2017) । सीएलआर रूपांतरण प्राकृतिक लघुगणक के उपयोग करै छै. ब्रैकन द्ववारा रिपोर्ट करल गेलय गिनती आँकड़ा क॑ रिलेटिव लॉग एक्सप्रेशन (आरएलई) (एंडर्स आरू ह्यूबर, 2010) के उपयोग करी क॑ सामान्य करलऽ गेलऽ छेलै । आँकड़ा matplotlib बनाम 3.7.1, seaborn बनाम 3.7.2 आरू क्रमिक लघुगणक (Gloor et al., 2017) के संयोजन के उपयोग स॑ उत्पन्न करलऽ गेलऽ छेलै । 0.12.2 आरू स्टेंटनोटेशन बनाम 0.5.0 (हंटर, 2007; वास्कोम, 2021; चार्लर एट अल., 2022) । प्रत्येक नमूना कें लेल बेसिलस/बैक्टीरोइडेट्स अनुपात कें गणना सामान्य बैक्टीरिया गिनती कें उपयोग सं कैल गेलय. तालिकाक मे रिपोर्ट कैल गेल मान कें 4 दशमलव स्थानक पर गोल कैल गेल छै. सिम्पसन विविधता सूचकांक कें गणना KrakenTools v. 1.2 पैकेज (लू एट अल., 2022) मे उपलब्ध करायल गेल alpha_diversity.py स्क्रिप्ट कें उपयोग सं कैल गेलय छेलै. स्क्रिप्ट म॑ ब्रैकन रिपोर्ट आरू -an पैरामीटर के लेलऽ सिम्पसन इंडेक्स “Si” उपलब्ध कराय देलऽ गेलऽ छै । प्रचुरता म॑ महत्वपूर्ण अंतर क॑ औसत सीएलआर अंतर ≥ 1 या ≤ -1 के रूप म॑ परिभाषित करलऽ गेलऽ छेलै । ±1 कें औसत सीएलआर अंतर कोनों नमूना प्रकार कें प्रचुरता मे 2.7 गुना वृद्धि कें संकेत करय छै. चिन्ह (+/-) ई दर्शाबै छै कि क्रमशः पीपीए नमूना आरू नियंत्रण नमूना म॑ टैक्सन अधिक प्रचुर मात्रा म॑ छै कि नै । महत्व मान-व्हिटनी यू परीक्षण (Virtanen et al., 2020) के उपयोग स॑ निर्धारित करलऽ गेलऽ छेलै । Statsmodels v. 0.14 (Benjamini and Hochberg, 1995; Seabold and Perktold, 2010) कें उपयोग करल गेलय छेलै, आरू कई परीक्षण कें लेल सही करय कें लेल बेंजामिन-Hochberg प्रक्रिया लागू करल गेलय छेलै. सांख्यिकीय महत्व कें निर्धारण कें लेल एकटा समायोजित पी-वैल्यू ≤ 0.05 कें उपयोग सीमा कें रूप मे करल गेलय छेलै.
जीन एनोटेशन आरू सापेक्षिक प्रचुरता अनुमान मरंगा एट अल द्वारा वर्णित प्रोटोकॉल केरऽ संशोधित संस्करण के उपयोग करी क॑ करलऽ गेलऽ छेलै । (मरंगा एट अल., 2023)। सबसें पहलऽ, SeqKit v. 2.5.1 (Shen et al., 2016) के उपयोग करी क॑ सब असेंबली स॑ 500 बीपी स॑ छोटऽ कॉन्टिग क॑ हटाय देलऽ गेलऽ छेलै । एकरऽ बाद चयनित असेंबली क॑ एक पैन-मेटाजीनोम म॑ जोड़लऽ गेलै । ओपन रीडिंग फ्रेम (ओआरएफ) कें पहचान प्रोडिगल बनाम 1.0.1 (प्रोडिगल बनाम 2.6.3 कें समानांतर संस्करण) कें उपयोग करयत निम्नलिखित पैरामीटरक कें साथ कैल गेलय: -d-च gff-i -O-टी 24 -पी मेटा -सी 10000 (हिएट एट अल., 2012; जेनिके, 2024)। एकरऽ बाद परिणामस्वरूप न्यूक्लियोटाइड फाइल क॑ पायथन केरऽ उपयोग करी क॑ छानलऽ गेलै ताकि सब अपूर्ण जीन क॑ हटाय देलऽ जाय सक॑ । तखन सीडी-एचआईटी v.4.8.1 कें उपयोग निम्नलिखित पैरामीटरक कें साथ जीन कें क्लस्टर करय कें लेल करल गेलय: 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 (फू एट अल., 2012)। जीन प्रचुरता आरू एनोटेशन के अनुमान लगाबै लेली जेनरेट गैर-रिडंडेंट जीन कैटलॉग के उपयोग करलऽ गेलऽ छेलै । सापेक्षिक जीन प्रचुरता के अनुमान केएमए बनाम 1.4.9 (Clausen et al., 2018) के उपयोग स॑ लगैलऽ गेलऽ छेलै । पहिने, निम्नलिखित पैरामीटर क संग केएमए अनुक्रमणिका क उपयोग कए एकटा अनुक्रमणिका फाइल बनाउ: -i -Oतखन, प्रत्येक नमूना कें लेल माइक्रोबियल रीड्स कें साथ उत्पन्न सूचकांक कें उपयोग करयत जैना की जैव सूचना विज्ञान पाइपलाइन खंड मे वर्णित छै, केएमए कें निम्नलिखित पैरामीटरक कें साथ चलाएल गेलय: -i -O-टी_डीबी-bcNano -bc 0.7 -ef -t 24. तखन, जीन गिनती क॑ सीएलआर केरऽ उपयोग करी क॑ सामान्य करलऽ गेलऽ छेलै, आरू Sci-kit learn केरऽ प्रिंसिपल कंपोनेंट एनालिसिस (पीसीए) वर्ग केरऽ उपयोग करलऽ गेलऽ छेलै (Pedregosa et al., 2011) । अनुमानित जीन एनोटेशन क॑ गैर-अनावश्यक जीन कैटलॉग प॑ eggNOG v.2.1.12 केरऽ emapper.py स्क्रिप्ट आरू eggNOG डाटाबेस संस्करण 5.0.2 केरऽ उपयोग करी क॑ निम्नलिखित पैरामीटर के साथ करलऽ गेलऽ छेलै: –type CDS –cpu 24 -i– डाटा कैटलॉग–go_evidence गैर इलेक्ट्रॉनिक – आउटपुट– आउटपुट निर्देशिका–target_orthologs all –seed_ortholog_value 0.001 –seed_ortholog_score 60 –क्वेरी_कवर 20 –विषय_कवर 0 –अनुवाद –ओवरराइड –temp_dir(Cantalapiedra एट अल।, 2021)। केएमए परिणामक कें जांच पर्याप्त टेम्पलेट कवरेज आ टेम्पलेट पहचान (≥ 90%) आ प्रचुरता (गहराई ≥ 3) वाला जीन कें चयन करय कें लेल करल गेलय छेलै. केएमए गहराई के परिणाम क॑ सीएलआर के उपयोग करी क॑ रूपांतरित करलऽ गेलऽ छेलै जैसनऽ कि ऊपर वर्णित छै । तखन केएमए परिणामक कें तुलना प्रत्येक जीन कें लेल कॉन्टिग स्रोत कें उपयोग सं कार्यात्मक एनोटेशन आ वर्गीकरण परिणाम सं कॉन्टिग आईडी सं कैल गेलय. जैना कि टैक्सा के साथ, जीन प्रचुरता म॑ महत्वपूर्ण अंतर क॑ औसत सीएलआर अंतर ≥ 1 या ≤ -1 वाला जीन के रूप म॑ परिभाषित करलऽ गेलऽ छेलै, जेकरा म॑ एक संकेत (+/-) ई दर्शाबै छै कि जीन क्रमशः पीपीए या नियंत्रण नमूना म॑ अधिक प्रचुर मात्रा म॑ छेलै ।
जीन क॑ सबसें पहलऽ क्योटो एनसाइक्लोपीडिया आफ जीन आरू जीनोम (केजीजी) ऑर्थोलॉग (केओ) पहचानकर्ता के अनुसार समूहीकृत करलऽ गेलऽ छेलै जेकरा एगएनओजी द्वारा जीन मार्ग प्रचुरता के तुलना करै लेली सौंपलऽ गेलऽ छेलै । बिना नॉकआउट वाला जीन या कई नॉकआउट वाला जीन के विश्लेषण सं पहिने हटा देल गेल छल. तखन प्रति नमूना प्रत्येक केओ कें औसत प्रचुरता कें गणना कैल गेलय आ सांख्यिकीय विश्लेषण कैल गेलय. पीपीए चयापचय जीन क॑ कोनो भी जीन के रूप म॑ परिभाषित करलऽ गेलऽ छेलै जेकरा KEGG_Pathway कॉलम म॑ एक पंक्ति ko00640 सौंपलऽ गेलऽ छेलै, जे केजीजी के अनुसार प्रोपिओनेट चयापचय म॑ भूमिका के संकेत दै छै । पीपीए उत्पादन स॑ जुड़लऽ के रूप म॑ पहचानलऽ गेलऽ जीन क॑ पूरक तालिका 1 (Reichardt et al., 2014; Yang et al., 2017) म॑ सूचीबद्ध करलऽ गेलऽ छै । पीपीए चयापचय आरू उत्पादन जीन के पहचान करै लेली क्रमपरिवर्तन परीक्षण करलऽ गेलऽ छेलै जे हर नमूना प्रकार म॑ काफी अधिक प्रचुर मात्रा म॑ छेलै । विश्लेषण करलौ गेलौ हर जीन लेली एक हजार क्रमपरिवर्तन करलौ गेलौ छेलै । सांख्यिकीय महत्व निर्धारित करय कें लेल 0.05 कें पी-वैल्यू कें कटऑफ कें रूप मे उपयोग करल गेलय छेलै. एक समूह के भीतर व्यक्तिगत जीन क॑ कार्यात्मक एनोटेशन क॑ समूह के भीतर प्रतिनिधि जीन के एनोटेशन के आधार प॑ सौंपलऽ गेलऽ छेलै । पीपीए चयापचय आ/या पीपीए उत्पादन सं जुड़ल टैक्सा कें पहचान क्राकेन2 आउटपुट फाइल मे कॉन्टिग आईडी कें मिलान करय सं कैल जा सकय छै आ ओय कॉन्टिग आईडी कें साथ जे eggNOG कें उपयोग सं कार्यात्मक एनोटेशन कें दौरान बरकरार राखल गेल छै. महत्व परीक्षण पहिने वर्णित मान-व्हिटनी यू परीक्षण कें उपयोग सं कैल गेलय. कईटा परीक्षण कें लेल सुधार बेंजामिन-होचबर्ग प्रक्रिया कें उपयोग सं कैल गेलय. सांख्यिकीय महत्व क॑ निर्धारित करै लेली ≤ 0.05 केरऽ पी-वैल्यू क॑ कटऑफ के रूप म॑ प्रयोग करलऽ गेलऽ छेलै ।
चूहों के आंत माइक्रोबायोम के विविधता के आकलन सिम्पसन विविधता सूचकांक के उपयोग स॑ करलऽ गेलऽ छेलै । जीनस आरू प्रजाति विविधता के संदर्भ म॑ नियंत्रण आरू पीपीए नमूना के बीच कोनों महत्वपूर्ण अंतर नै देखलऽ गेलऽ छेलै (जीनस के लेलऽ पी-वैल्यू: 0.18, प्रजाति के लेलऽ पी-वैल्यू: 0.16) (चित्र 1) । तखन प्रधान घटक विश्लेषण (पीसीए) कें उपयोग सं सूक्ष्मजीव संरचना कें तुलना कैल गेलय. चित्र 2 मे नमूनाक कें ओकर फाइला कें अनुसार समूहीकरण कें दर्शाओल गेल छै, जे इ दर्शाबै छै कि पीपीए आ नियंत्रण नमूनाक कें बीच माइक्रोबायोम कें प्रजाति संरचना मे अंतर छल. ई समूहीकरण जीनस स्तर प॑ कम स्पष्ट छेलै, जेकरा स॑ पता चलै छै कि पीपीए कुछ बैक्टीरिया क॑ प्रभावित करै छै (पूरक चित्र १) ।
चित्र 1. माउस आंत माइक्रोबायोम कें जेनरा आ प्रजाति संरचना कें अल्फा विविधता. पीपीए आ नियंत्रण नमूना मे जेनरा (ए) आ प्रजाति (बी) कें सिम्पसन विविधता सूचकांक कें दर्शाबय वाला बॉक्स प्लॉट. महत्व मान-व्हिटनी यू परीक्षण के उपयोग स॑ निर्धारित करलऽ गेलऽ छेलै, आरू बेंजामिन-होचबर्ग प्रक्रिया के उपयोग करी क॑ बहु सुधार करलऽ गेलऽ छेलै । ns, पी-मूल्य महत्वपूर्ण नहि छल (p>0.05)।
चित्र 2. प्रजाति स्तर पर माउस आंत माइक्रोबायोम संरचना के प्रधान घटक विश्लेषण के परिणाम | प्रधान घटक विश्लेषण प्लॉट नमूनाक कें वितरण कें ओकर पहिल दू मुख्य घटक मे प्रदर्शित करयत छै. रंग नमूना प्रकार कें संकेत करएयत छै: पीपीए कें संपर्क मे आएल चूहा बैंगनी आ नियंत्रण चूहा पीला रंग कें होयत छै. प्रधान घटक 1 आरू 2 क॑ क्रमशः x-अक्ष आरू y-अक्ष प॑ प्लॉट करलऽ गेलऽ छै आरू ओकरा ओकरऽ व्याख्या करलऽ गेलऽ विचरण अनुपात के रूप म॑ व्यक्त करलऽ गेलऽ छै ।
आरएलई रूपांतरित गिनती डेटा कें उपयोग सं, नियंत्रण आ पीपीए चूहों (नियंत्रण: 9.66, पीपीए: 3.02; पी-मूल्य = 0.0011) मे माध्य बैक्टीरोइडेट्स/बैसिली अनुपात मे काफी कमी देखल गेलय. ई अंतर नियंत्रण के तुलना म॑ पीपीए चूहऽ म॑ बैक्टीरोइडेट्स केरऽ अधिक प्रचुरता के कारण छेलै, हालांकि ई अंतर महत्वपूर्ण नै छेलै (नियंत्रण औसत सीएलआर: 5.51, पीपीए औसत सीएलआर: 6.62; पी-वैल्यू = 0.054), जबकि बैक्टीरोइडेट्स केरऽ प्रचुरता समान छेलै (नियंत्रण औसत सीएलआर: 7.76, पीपीए औसत सीएलआर: 7.60; पी-वैल्यू = 0.18)।
आंत माइक्रोबायोम केरऽ वर्गीकरण सदस्यऽ के प्रचुरता के विश्लेषण स॑ पता चललै कि पीपीए आरू नियंत्रण नमूना के बीच १ वंश आरू ७७ प्रजाति म॑ काफी अंतर छै (पूरक तालिका २) । पीपीए नमूनाक मे 59 प्रजातियक कें प्रचुरता नियंत्रण नमूनाक कें अपेक्षा काफी बेसि छल, जखन कि नियंत्रण नमूनाक मे केवल 16 प्रजातियक कें प्रचुरता पीपीए नमूनाक कें अपेक्षा बेसि छल (चित्र 3) ।
चित्र 3. पीपीए आ नियंत्रण चूहों कें आंत माइक्रोबायोम मे टैक्सा कें विभेदक प्रचुरता. ज्वालामुखी प्लॉट पीपीए आ नियंत्रण नमूनाक कें बीच जेनरा (ए) या प्रजाति (बी) कें प्रचुरता मे अंतर प्रदर्शित करय छै. ग्रे बिन्दु टैक्सा प्रचुरता में कोनो महत्वपूर्ण अंतर नै दर्शाबै छै । रंगीन बिन्दु प्रचुरता (p-value ≤ 0.05) म॑ महत्वपूर्ण अंतर क॑ दर्शाबै छै । नमूना प्रकार के बीच प्रचुरता में सबस बेसी अंतर वाला शीर्ष 20 टैक्सा क्रमशः लाल आ हल्का नीला (नियंत्रण आ पीपीए नमूना) में देखाओल गेल अछि । नियंत्रण या पीपीए नमूना मे पीला आ बैंगनी रंग कें बिन्दु नियंत्रण कें अपेक्षा कम सं कम 2.7 गुना बेसि छल. कारी बिन्दु काफी अलग प्रचुरता वाला टैक्सा के प्रतिनिधित्व करै छै, जेकरा म॑ -1 आरू 1 के बीच औसत सीएलआर अंतर छै.पी मान के गणना मान-व्हिटनी यू परीक्षण के उपयोग करी क॑ करलऽ गेलऽ छेलै आरू बेंजामिन-होचबर्ग प्रक्रिया के उपयोग करी क॑ कई परीक्षण लेली सही करलऽ गेलऽ छेलै । बोल्ड मीन सीएलआर अंतर प्रचुरता मे महत्वपूर्ण अंतर कें संकेत करएयत छै.
आंत माइक्रोबियल संरचना के विश्लेषण के बाद, हम माइक्रोबायोम के एक कार्यात्मक एनोटेशन केलहुं। कम गुणवत्ता वाला जीन क॑ छानला के बाद सब नमूना म॑ कुल ३७८,३५५ अद्वितीय जीन के पहचान करलऽ गेलै । ई जीनऽ के रूपांतरित प्रचुरता क॑ प्रिंसिपल कंपोनेंट एनालिसिस (पीसीए) लेली प्रयोग करलऽ गेलऽ छेलै, आरू परिणाम न॑ नमूना प्रकारऽ के उच्च डिग्री के समूहीकरण ओकरऽ कार्यात्मक प्रोफाइल के आधार प॑ देखैलकै (चित्र 4) ।
चित्र 4. माउस आंत माइक्रोबायोम कें कार्यात्मक प्रोफाइल कें उपयोग करयत पीसीए परिणाम. पीसीए प्लॉट नमूनाक कें वितरण कें ओकर पहिल दू मुख्य घटक मे प्रदर्शित करयत छै. रंग नमूना प्रकार कें संकेत करएयत छै: पीपीए कें संपर्क मे आएल चूहा बैंगनी आ नियंत्रण चूहा पीला रंग कें होयत छै. प्रधान घटक 1 आरू 2 क॑ क्रमशः x-अक्ष आरू y-अक्ष प॑ प्लॉट करलऽ गेलऽ छै आरू ओकरा ओकरऽ व्याख्या करलऽ गेलऽ विचरण अनुपात के रूप म॑ व्यक्त करलऽ गेलऽ छै ।
हम अगिला बेर अलग-अलग नमूना प्रकार मे केजीजी नॉकआउट क प्रचुरता क जांच केलहुं। कुल 3648 अद्वितीय नॉकआउट कें पहचान करल गेलय छेलै, जेकरा मे सं 196 नियंत्रण नमूनाक मे काफी अधिक प्रचुर मात्रा मे आ 106 पीपीए नमूनाक मे बेसि प्रचुर मात्रा मे छल (चित्र 5) । नियंत्रण नमूना म॑ कुल १४५ जीन आरू पीपीए नमूना म॑ ६१ जीन के पता चललै, जेकरऽ प्रचुरता काफी अलग छेलै । लिपिड आरू एमिनोशुगर चयापचय स॑ संबंधित मार्ग पीपीए नमूना म॑ काफी अधिक समृद्ध छेलै (पूरक तालिका 3) । नाइट्रोजन चयापचय आरू सल्फर रिले प्रणाली स॑ संबंधित मार्ग नियंत्रण नमूना म॑ काफी अधिक समृद्ध छेलै (पूरक तालिका 3) । पीपीए नमूना म॑ एमिनोशुगर/न्यूक्लिओटाइड चयापचय (ko:K21279) आरू इनोसिटोल फॉस्फेट चयापचय (ko:K07291) स॑ संबंधित जीन केरऽ प्रचुरता काफी अधिक छेलै (चित्र 5) । नियंत्रण नमूना म॑ बेंजोएट चयापचय (ko:K22270), नाइट्रोजन चयापचय (ko:K00368), आरू ग्लाइकोलाइसिस/ग्लूकोनिओजेनेसिस (ko:K00131) स॑ संबंधित काफी अधिक जीन छेलै (चित्र 5) ।
चित्र 5. पीपीए आ नियंत्रण चूहों कें आंत माइक्रोबायोम मे केओ कें विभेदक प्रचुरता. ज्वालामुखी केरऽ प्लॉट म॑ कार्यात्मक समूह (केओ) केरऽ प्रचुरता म॑ अंतर के चित्रण करलऽ गेलऽ छै । ग्रे बिन्दु केओ क॑ दर्शाबै छै जेकरऽ प्रचुरता नमूना प्रकार के बीच महत्वपूर्ण रूप स॑ भिन्न नै छेलै (पी-वैल्यू > 0.05) । रंगीन बिन्दु प्रचुरता (p-value ≤ 0.05) म॑ महत्वपूर्ण अंतर क॑ दर्शाबै छै । नमूना प्रकारक कें बीच प्रचुरता मे सब सं बेसि अंतर वाला 20 केओ कें लाल आ हल्का नीला रंग मे दिखायल गेल छै, जे क्रमशः नियंत्रण आ पीपीए नमूनाक कें अनुरूप छै. पीला आरू बैंगनी बिन्दु केओ क॑ दर्शाबै छै जे क्रमशः नियंत्रण आरू पीपीए नमूना म॑ कम स॑ कम २.७ गुना अधिक प्रचुर मात्रा म॑ छेलै । कारी बिन्दु काफी अलग प्रचुरता वाला केओ क॑ दर्शाबै छै, जेकरा म॑ -1 आरू 1 के बीच औसत सीएलआर अंतर छै.पी मान केरऽ गणना मान-व्हिटनी यू परीक्षण के उपयोग करी क॑ करलऽ गेलऽ छेलै आरू बेंजामिन-होचबर्ग प्रक्रिया के उपयोग करी क॑ कई तुलना के लेलऽ समायोजित करलऽ गेलऽ छेलै । NaN संकेत करय छै कि केओ केजीजी मे कोनों मार्ग सं संबंधित नै छै. बोल्ड औसत सीएलआर अंतर मान प्रचुरता मे महत्वपूर्ण अंतर कें संकेत करय छै. सूचीबद्ध केओ जे मार्ग सं संबंधित छै, ओकर विस्तृत जानकारी कें लेल पूरक तालिका 3 देखूं.
एनोटेटेड जीनऽ म॑ स॑ १६०१ जीनऽ म॑ नमूना प्रकार (p ≤ 0.05) के बीच काफी अलग प्रचुरता छेलै, जेकरा म॑ हर जीन कम स॑ कम २.७ गुना अधिक प्रचुरता छेलै । एहि मे सं 4 जीन नियंत्रण नमूना मे बेसी आ 1597 जीन पीपीए नमूना मे बेसी प्रचुर मात्रा मे छल । चूँकि पीपीए म॑ रोगाणुरोधी गुण छै, हमनें नमूना प्रकार के बीच पीपीए चयापचय आरू उत्पादन जीन केरऽ प्रचुरता के जांच करलकै । 1332 पीपीए चयापचय सं संबंधित जीन मे सं 27 जीन नियंत्रण नमूना मे काफी बेसी आ 12 जीन पीपीए नमूना मे बेसी प्रचुर मात्रा मे छल. पीपीए उत्पादन सं संबंधित 223 जीन मे सं 1 जीन पीपीए नमूना मे काफी बेसी प्रचुर मात्रा मे छल. चित्र 6 ए पीपीए चयापचय म॑ शामिल जीन केरऽ अधिक प्रचुरता क॑ आरू दर्शाबै छै, जेकरा म॑ नियंत्रण नमूना म॑ काफी अधिक प्रचुरता आरू बड़ऽ प्रभाव आकार छै, जबकि चित्र 6 बी पीपीए नमूना म॑ देखलऽ गेलऽ काफी अधिक प्रचुरता वाला व्यक्तिगत जीन क॑ उजागर करै छै ।
चित्र 6. माउस आंत माइक्रोबायोम मे पीपीए सं संबंधित जीन कें विभेदक प्रचुरता. ज्वालामुखी प्लॉट पीपीए चयापचय (ए) आरू पीपीए उत्पादन (बी) स॑ जुड़लऽ जीनऽ के प्रचुरता म॑ अंतर के चित्रण करै छै । ग्रे बिन्दु ऐन्हऽ जीन क॑ दर्शाबै छै जेकरऽ प्रचुरता नमूना प्रकार के बीच महत्वपूर्ण रूप स॑ भिन्न नै छेलै (p-value > 0.05) । रंगीन बिन्दु प्रचुरता (p-value ≤ 0.05) म॑ महत्वपूर्ण अंतर क॑ दर्शाबै छै । प्रचुरता मे सबस बेसी अंतर वाला 20 जीन क्रमशः लाल आ हल्का नीला (नियंत्रण आ पीपीए नमूना) मे देखाओल गेल अछि । नियंत्रण आरू पीपीए नमूना म॑ पीला आरू बैंगनी बिन्दु केरऽ प्रचुरता नियंत्रण नमूना के तुलना म॑ कम स॑ कम २.७ गुना अधिक छेलै । कारी बिन्दु काफी अलग प्रचुरता वाला जीन के प्रतिनिधित्व करै छै, जेकरा म॑ -1 आरू 1 के बीच औसत सीएलआर अंतर छै.पी मान के गणना मान-व्हिटनी यू परीक्षण के उपयोग करी क॑ करलऽ गेलऽ छेलै आरू बेंजामिन-होचबर्ग प्रक्रिया के उपयोग करी क॑ कई तुलना के लेलऽ सही करलऽ गेलऽ छेलै । जीन गैर-अनावश्यक जीन कैटलॉग मे प्रतिनिधि जीन सं मेल खायत छै. जीन नाम केईजीजी चिन्ह स॑ मिलै छै जे केओ जीन क॑ दर्शाबै छै । बोल्ड मीन सीएलआर अंतर काफी अलग प्रचुरता कें संकेत करय छै. डैश (-) इंगित करयत छै की केजीजी डाटाबेस मे जीन कें लेल कोनों चिन्ह नहि छै.
पीपीए चयापचय आ/या उत्पादन सं संबंधित जीन वाला टैक्सा कें पहचान जीन कें कॉन्टिग आईडी सं कॉन्टिग कें वर्गीकरण पहचान कें मिलान करय सं कैल गेलय. जीनस स्तर पर 130 जेनरा मे पीपीए मेटाबोलिज्म सं संबंधित जीन आ 61 जेनरा मे पीपीए उत्पादन सं संबंधित जीन पाएल गेल (पूरक तालिका 4) । मुदा, कोनो जेनरा मे प्रचुरता मे महत्वपूर्ण अंतर नहि देखल गेल (p > 0.05) ।
प्रजाति स्तर पर 144 जीवाणु प्रजाति मे पीपीए चयापचय सं जुड़ल जीन आ 68 जीवाणु प्रजाति मे पीपीए उत्पादन सं जुड़ल जीन पाएल गेल (पूरक तालिका 5)। पीपीए मेटाबोलाइजरऽ म॑ आठ बैक्टीरिया न॑ नमूना प्रकार के बीच प्रचुरता म॑ काफी वृद्धि देखैलकै, आरू सब म॑ प्रभाव म॑ महत्वपूर्ण बदलाव देखलऽ गेलै (पूरक तालिका 6) । प्रचुरता म॑ महत्वपूर्ण अंतर वाला सब पहचानलऽ गेलऽ पीपीए मेटाबोलाइजर पीपीए नमूना म॑ अधिक प्रचुर मात्रा म॑ छेलै । प्रजाति-स्तरीय वर्गीकरण स॑ ऐसनऽ जेनरा के प्रतिनिधि के पता चललै जे नमूना प्रकार के बीच महत्वपूर्ण अंतर नै छेलै, जेकरा म॑ कई बैक्टीरोइड्स आरू रुमिनोकोकस प्रजाति के साथ-साथ डंकनिया डुबोइस, माइक्सोबैक्टीरियम एंटेरिका, मोनोकोकस पेक्टिनोलाइटिकस, आरू अल्कैलिजेन्स पॉलीमोर्फा भी शामिल छेलै । पीपीए पैदा करय वाला बैक्टीरिया मे चारि बैक्टीरिया नमूना प्रकार के बीच प्रचुरता मे काफी अंतर देखौलक. प्रचुरता म॑ महत्वपूर्ण अंतर वाला प्रजाति म॑ बैक्टीरोइड्स नोवोरोसी, डंकनिया डुबोइस, माइक्सोबैक्टीरियम एंटेरिटिडिस, आरू रुमिनोकोकस बोविस शामिल छेलै ।
एहि अध्ययन मे हम चूहा के आंत के माइक्रोबायोटा पर पीपीए एक्सपोजर के प्रभाव के जांच केलहुं. पीपीए बैक्टीरिया मे अलग-अलग प्रतिक्रिया पैदा कयर सकय छै, कियाकि इ किच्छू प्रजातियक कें द्वारा उत्पादित कैल जायत छै, अन्य प्रजातियक कें द्वारा भोजन कें स्रोत कें रूप मे उपयोग कैल जायत छै, या एकर रोगाणुरोधी प्रभाव होयत छै. अत: आहार पूरक कें माध्यम सं आंत कें वातावरण मे एकर जोड़नाय सहनशीलता, संवेदनशीलता, आ एकरा पोषक तत्वक कें स्रोत कें रूप मे उपयोग करय कें क्षमता कें आधार पर अलग-अलग प्रभाव डाल सकय छै. संवेदनशील जीवाणु प्रजातियक कें समाप्त कैल जा सकएय छै आ ओकर स्थान पर ओय प्रजातियक कें राखल जा सकएय छै जे पीपीए कें प्रति बेसि प्रतिरोधी होयत छै या ओकरा खाद्य स्रोत कें रूप मे उपयोग करएय मे सक्षम होयत छै, जे आंत कें सूक्ष्मजीवक कें संरचना मे बदलाव कें कारण बनएयत छै. हमरऽ परिणाम स॑ सूक्ष्मजीव संरचना म॑ काफी अंतर देखलऽ गेलै लेकिन समग्र सूक्ष्मजीव विविधता प॑ कोनो प्रभाव नै पड़लै । सबस॑ बड़ऽ प्रभाव प्रजाति स्तर प॑ देखलऽ गेलऽ छेलै, जेकरा म॑ 70 स॑ अधिक टैक्सा पीपीए आरू नियंत्रण नमूना के बीच प्रचुरता म॑ काफी अंतर छेलै (पूरक तालिका 2) । पीपीए-उजागर नमूनाक कें संरचना कें आगू मूल्यांकन सं अज्ञात नमूनाक कें तुलना मे सूक्ष्मजीव प्रजातियक कें अधिक विषमता कें पता चललै, जेकरा सं पता चललै कि पीपीए बैक्टीरिया कें विकास विशेषताक कें बढ़ा सकय छै आ बैक्टीरिया कें आबादी कें सीमित करय सकय छै जे पीपीए-समृद्ध वातावरण मे जीवित रह सकय छै. एहि तरहें, पीपीए आंत माइक्रोबायोटा विविधता मे व्यापक विघटन पैदा करबाक बजाय चुनिंदा रूप सँ परिवर्तन उत्पन्न क सकैत अछि ।
पीपीए जैना खाद्य संरक्षक कें समग्र विविधता कें प्रभावित करय कें बिना आंत कें माइक्रोबायोम घटक कें प्रचुरता मे बदलाव करय कें लेल पहिने देखल गेल छै (नागपाल एट अल., 2021)। यहाँ, हमनें बैक्टीरोइडेट्स (पहिने बैक्टीरोइडेट्स के नाम स॑ जानलऽ जाय वाला) वंश के भीतर बैक्टीरोइडेट्स प्रजाति के बीच सबसें हड़ताली अंतर देखलऽ गेलै, जे पीपीए-उजागर चूहा म॑ काफी समृद्ध छेलै । बैक्टीरोइड्स प्रजाति केरऽ बढ़लऽ प्रचुरता बलगम केरऽ गिरावट म॑ वृद्धि स॑ जुड़लऽ छै, जे संक्रमण केरऽ खतरा बढ़ा सकै छै आरू सूजन क॑ बढ़ावा द॑ सकै छै (Cornick et al., 2015; Desai et al., 2016; Penzol et al., 2019) । एक अध्ययन म॑ पता चललै कि बैक्टीरोइड्स फ्रैजिलिस स॑ इलाज करलऽ गेलऽ नवजात नर चूहा म॑ ऑटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर (एएसडी) के याद दिलाबै वाला सामाजिक व्यवहार प्रदर्शित होय छै (कार्मेल एट अल., 2023), आरू अन्य अध्ययनऽ स॑ पता चललै छै कि बैक्टीरोइड्स प्रजाति प्रतिरक्षा गतिविधि म॑ बदलाव करी सकै छै आरू ऑटोइम्यून भड़काऊ कार्डियोमायोपैथी (गिल-क्रूज एट अल., 2019) के कारण बनी सकै छै । पीपीए के संपर्क म॑ आबै वाला चूहा म॑ रुमिनोकोकस, प्रीवोटेला, आरू पैराबैक्टीरोइड्स जेनरा स॑ संबंधित प्रजाति म॑ भी काफी वृद्धि होय गेलऽ छेलै (कोरेट्टी एट अल., 2018) । कुछ रुमिनोकोकस प्रजाति प्रोइंफ्लेमेटरी साइटोकिन (Henke et al., 2019) के उत्पादन के माध्यम स॑ क्रोन रोग जैसनऽ बीमारी स॑ जुड़लऽ छै, जबकि प्रीवोटेला ह्यूनी जैसनऽ प्रीवोटेला प्रजाति उच्च रक्तचाप आरू इंसुलिन संवेदनशीलता जैसनऽ चयापचय संबंधी बीमारी स॑ जुड़लऽ छै (Pedersen et al., 2016; Li et al., 2017) । अंततः, हमनें पाया कि बैक्टीरोइडेट्स (पहिने फर्मिक्यूट्स के नाम स॑ जानलऽ जाय वाला) आरू बैक्टीरोइडेट्स के अनुपात नियंत्रण चूहा के तुलना म॑ पीपीए-एक्सपोज चूहा म॑ काफी कम छेलै, कैन्हेंकि बैक्टीरोइडेट्स प्रजाति केरऽ कुल प्रचुरता अधिक छेलै । ई अनुपात पहिने आंतऽ के होमियोस्टेसिस केरऽ एगो महत्वपूर्ण सूचक के रूप म॑ दिखालऽ गेलऽ छै, आरू ई अनुपात म॑ गड़बड़ी क॑ विभिन्न रोग केरऽ अवस्था (Turpin et al., 2016; Takezawa et al., 2021; An et al., 2023) स॑ जुड़लऽ छै, जेकरा म॑ भड़काऊ आंतऽ के बीमारी (Stojanov et al., 2020) भी शामिल छै । सामूहिक रूप स॑ बैक्टीरोइडेट्स वंश केरऽ प्रजाति आहार केरऽ पीपीए बढ़ला स॑ सबसें जादा प्रभावित प्रतीत होय छै । एकरऽ कारण पीपीए के प्रति अधिक सहिष्णुता या ऊर्जा स्रोत के रूप म॑ पीपीए के उपयोग करै के क्षमता हो सकै छै, जे कम स॑ कम एक प्रजाति, होयलेसेला एनोसिया (Hitch et al., 2022) के लेलऽ सही साबित होय गेलऽ छै । वैकल्पिक रूप सं, मातृ पीपीए कें संपर्क मे आनाय माउस संतान कें आंत कें बैक्टीरोइडेट्स उपनिवेशीकरण कें लेल बेसि संवेदनशील बना क भ्रूण कें विकास कें बढ़ावा द सकएय छै; तथापि, हमर अध्ययनक डिजाइन एहन आकलनक अनुमति नहि देलक।
मेटाजीनोमिक सामग्री आकलन स॑ पीपीए चयापचय आरू उत्पादन स॑ जुड़लऽ जीन केरऽ प्रचुरता म॑ महत्वपूर्ण अंतर देखलऽ गेलै, जेकरा म॑ पीपीए-उजागर चूहा म॑ पीपीए उत्पादन लेली जिम्मेदार जीन केरऽ अधिक प्रचुरता प्रदर्शित करलऽ गेलै, जबकि गैर-पीपीए-उजागर चूहा न॑ पीएए चयापचय लेली जिम्मेदार जीन केरऽ अधिक प्रचुरता प्रदर्शित करलकै (चित्र 6) । ई परिणाम स॑ पता चलै छै कि माइक्रोबियल संरचना प॑ पीपीए केरऽ प्रभाव केवल एकरऽ उपयोग के कारण नै हुअ॑ सकै छै, अन्यथा पीपीए चयापचय स॑ जुड़लऽ जीनऽ के प्रचुरता पीपीए-उजागर चूहा के आंतऽ के माइक्रोबायोम म॑ अधिक प्रचुरता दिखाबै के चाही छेलै । एकर एकटा व्याख्या इ छै कि पीपीए बैक्टीरिया कें प्रचुरता कें मध्यस्थता मुख्य रूप सं ओकर रोगाणुरोधी प्रभाव कें माध्यम सं करएयत छै, न कि बैक्टीरिया कें पोषक तत्व कें रूप मे उपयोग कें माध्यम सं. पिछला अध्ययन स॑ पता चललै छै कि पीपीए खुराक प॑ निर्भर तरीका स॑ साल्मोनेला टाइफिम्यूरियम केरऽ विकास क॑ रोक॑ छै (जैकबसन एट अल., 2018) । पीपीए कें अधिक सांद्रता कें संपर्क मे आनाय बैक्टीरिया कें लेल चयन कयर सकएय छै जे ओकर रोगाणुरोधी गुणक कें प्रतिरोधी होयत छै आ जरूरी नहि छै की ओकरा चयापचय या उत्पादन करएय मे सक्षम भ सकएय छै. उदाहरण के लेल, कई पैराबैक्टीरोइड्स प्रजाति न॑ पीपीए नमूना म॑ काफी अधिक प्रचुरता देखैलकै, लेकिन पीपीए चयापचय या उत्पादन स॑ संबंधित कोनों जीन के पता नै चललै (पूरक तालिका 2, 4, आरू 5) । एकरऽ अलावा, किण्वन उपोत्पाद के रूप म॑ पीपीए उत्पादन विभिन्न बैक्टीरिया के बीच व्यापक रूप स॑ वितरित छै (गोंजालेज-गार्सिया एट अल., 2017) । उच्च जीवाणु विविधता नियंत्रण नमूनाक मे पीपीए चयापचय सं संबंधित जीन कें अधिक प्रचुरता कें कारण भ सकय छै (Averina et al., 2020)। एकरऽ अलावा, १३३२ जीनऽ म॑ स॑ मात्र २७ (२.१४%) जीनऽ क॑ विशेष रूप स॑ पीपीए चयापचय स॑ जुड़लऽ जीन के भविष्यवाणी करलऽ गेलऽ छेलै । पीपीए चयापचय सं जुड़ल बहुत रास जीन अन्य चयापचय मार्ग मे सेहो शामिल अछि. ई आरू ई दर्शाबै छै कि पीपीए चयापचय म॑ शामिल जीनऽ के प्रचुरता नियंत्रण नमूना म॑ अधिक छेलै; ई जीन ऐन्हऽ मार्गऽ म॑ काम करी सकै छै जेकरऽ परिणामस्वरूप पीपीए केरऽ उपयोग या उपोत्पाद के रूप म॑ निर्माण नै होय छै । ऐन्हऽ मामला म॑ पीपीए जनरेशन स॑ जुड़लऽ केवल एगो जीन न॑ नमूना प्रकार के बीच प्रचुरता म॑ महत्वपूर्ण अंतर देखैलकै । पीपीए चयापचय सं जुड़ल जीन कें विपरीत, पीपीए उत्पादन कें लेल मार्कर जीन कें चयन कैल गेलय, कियाकि इ पीपीए उत्पादन कें लेल बैक्टीरिया मार्ग मे सीधा शामिल छै. पीपीए सं संपर्क मे आएल चूहा मे सब प्रजाति मे पीपीए पैदा करय कें प्रचुरता आ क्षमता मे काफी वृद्धि पाएल गेलय. इ इ भविष्यवाणी कें समर्थन करय छै कि पीपीए पीपीए उत्पादक कें चयन करतय आ अइ कें लेल भविष्यवाणी करतय कि पीपीए उत्पादन क्षमता बढ़तय. मुदा, जीन प्रचुरता जीन अभिव्यक्ति सं सहसंबंधित होयब जरूरी नहिं ; इस प्रकार, यद्यपि पीपीए चयापचय स॑ जुड़लऽ जीन केरऽ प्रचुरता नियंत्रण नमूना म॑ अधिक होय छै, लेकिन अभिव्यक्ति दर अलग होय सकै छै (शी एट अल., 2014) । पीपीए उत्पादक जीन कें प्रसार आ पीपीए उत्पादन कें बीच संबंध कें पुष्टि करय कें लेल पीपीए उत्पादन मे शामिल जीन कें अभिव्यक्ति कें अध्ययन कें जरूरत छै.
पीपीए आरू नियंत्रण मेटाजीनोम केरऽ कार्यात्मक एनोटेशन स॑ कुछ अंतर के पता चललै । जीन सामग्री के पीसीए विश्लेषण स॑ पीपीए आरू नियंत्रण नमूना के बीच असतत समूह के पता चललै (चित्र 5) । नमूना के भीतर समूहीकरण स॑ पता चललै कि नियंत्रण जीन सामग्री अधिक विविध छेलै, जबकि पीपीए नमूना एक साथ समूहबद्ध छेलै । जीन सामग्री के अनुसार समूहीकरण प्रजाति संरचना के अनुसार समूहीकरण के तुलनीय छल । एहि तरहें, मार्गक प्रचुरता मे अंतर ओकर भीतर विशिष्ट प्रजाति आ उपभेदक प्रचुरता मे परिवर्तनक संग संगत अछि । पीपीए नमूना म॑, काफी अधिक प्रचुरता वाला दू मार्ग एमिनोशुगर/न्यूक्लिओटाइड चीनी चयापचय (ko:K21279) आरू कई लिपिड चयापचय मार्ग (ko:K00647, ko:K03801; पूरक तालिका 3) स॑ संबंधित छेलै । ko:K21279 स॑ जुड़लऽ जीन क॑ बैक्टीरोइड्स जीनस स॑ जुड़लऽ होय के बारे म॑ जानलऽ जाय छै, जे पीपीए नमूना म॑ काफी अधिक संख्या वाला प्रजाति वाला जेनरा म॑ स॑ एक छै । ई एंजाइम कैप्सूलर पॉलीसैकराइड क॑ व्यक्त करी क॑ प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया स॑ बच॑ सकै छै (वांग एट अल., 2008) । एकर कारण पीपीए सं संपर्क मे आयल चूहा मे देखल गेल बैक्टीरोइडेट्स मे वृद्धि भ सकैत अछि । ई पीपीए माइक्रोबायोम म॑ देखलऽ गेलऽ फैटी एसिड संश्लेषण म॑ वृद्धि के पूरक छै । बैक्टीरिया फैटी एसिड पैदा करै लेली FASIIko:K00647 (fabB) मार्ग के उपयोग करै छै, जे मेजबान चयापचय मार्ग क॑ प्रभावित करी सकै छै (याओ आरू रॉक, 2015; जॉनसन एट अल., 2020), आरू लिपिड चयापचय म॑ बदलाव न्यूरोडेवलपमेंट म॑ भूमिका निभा सकै छै (यू एट अल., 2020) । पीपीए नमूना म॑ बढ़लऽ प्रचुरता दिखाबै वाला एगो आरू मार्ग छेलै स्टेरॉयड हार्मोन जैव संश्लेषण (ko:K12343) । बढ़तऽ सबूत छै कि आंतऽ के माइक्रोबायोटा केरऽ हार्मोन केरऽ स्तर क॑ प्रभावित करै के क्षमता आरू हार्मोन स॑ प्रभावित होय के क्षमता के बीच उलटा संबंध छै, जेकरा स॑ स्टेरॉयड केरऽ स्तर बढ़ला स॑ डाउनस्ट्रीम स्वास्थ्य परिणाम होय सकै छै (Tetel et al., 2018) ।
ई अध्ययन सीमा आ विचार सॅं रहित नहि अछि । एकटा महत्वपूर्ण भेद ई छै कि हम जानवरऽ के शारीरिक आकलन नै करलियै । अतः ई सीधा निष्कर्ष निकालना संभव नै छै कि माइक्रोबायोम में परिवर्तन कोनो बीमारी स॑ जुड़लऽ छै कि नै । एकटा आओर विचार ई अछि जे एहि अध्ययन मे चूहा कए ओहिना आहार देल गेल छल जेना ओकर मां कए । भविष्य कें अध्ययनक सं इ निर्धारित कैल जा सकय छै की पीपीए सं भरपूर आहार सं पीपीए मुक्त आहार मे बदलाव सं माइक्रोबायोम पर एकर प्रभाव मे सुधार होयत छै या नहि. हमरऽ अध्ययन केरऽ एगो सीमा, बहुत सारा अन्य के तरह, सीमित नमूना आकार छै । हालांकि वैध निष्कर्ष निकालल जा सकैत अछि, मुदा पैघ नमूना आकार परिणामक विश्लेषण करबा काल बेसी सांख्यिकीय शक्ति प्रदान करत । हम आंत माइक्रोबायोम म॑ बदलाव आरू कोनों भी बीमारी के बीच संबंध के बारे म॑ निष्कर्ष निकालै के बारे म॑ भी सावधान छियै (याप एट अल., 2021) । उम्र, लिंग, आ आहार सहित भ्रमित करय वाला कारक सूक्ष्मजीवक कें संरचना कें काफी प्रभावित कयर सकय छै. ई कारक जटिल बीमारियक (जॉनसन एट अल., 2019; लागोड आ नासर, 2023) कें साथ आंत माइक्रोबायोम कें संबंध कें संबंध मे साहित्य मे देखल गेल असंगति कें व्याख्या कयर सकय छै. उदाहरण कें लेल, बैक्टीरोइडेट्स जीनस कें सदस्यक कें एएसडी वाला जानवरक आ मनुष्यक मे या त बढ़ल या घटल देखल गेल छै (एंजेलिस एट अल., 2013; कुशक एट अल., 2017)। तहिना, भड़काऊ आंत रोगक कें रोगी मे आंत कें संरचना कें अध्ययन मे एकहि टैक्सा मे वृद्धि आ कमी दूनू पाएल गेल छै (वाल्टर्स एट अल., 2014; फोर्ब्स एट अल., 2018; उपाध्याय एट अल., 2023) । लैंगिक पूर्वाग्रह के प्रभाव क॑ सीमित करै लेली हम्मं॑ लिंगऽ के समान प्रतिनिधित्व सुनिश्चित करै के कोशिश करलियै ताकि अंतर सबसें जादा संभावना आहार स॑ संचालित होय । कार्यात्मक एनोटेशन केरऽ एगो चुनौती फालतू जीन अनुक्रम क॑ हटाना छै । हमरऽ जीन क्लस्टरिंग विधि म॑ ९५% अनुक्रम पहचान आरू ८५% लंबाई समानता के साथ-साथ झूठा क्लस्टरिंग क॑ समाप्त करै लेली ९०% संरेखण कवरेज के जरूरत छै । लेकिन, कुछ मामला म॑ हमनें एक ही एनोटेशन (जैसे, एमयूटी) वाला सीओजी देखलकै (चित्र 6) । ई निर्धारित करै लेली आगू के अध्ययन के जरूरत छै कि की ई ऑर्थोलॉग अलग-अलग छै, विशिष्ट जेनरा स॑ जुड़लऽ छै, या ई जीन क्लस्टरिंग दृष्टिकोण के सीमा छै । कार्यात्मक एनोटेशन केरऽ एगो आरू सीमा संभावित गलत वर्गीकरण छै; बैक्टीरियल जीन mmdA प्रोपिओनेट संश्लेषण म॑ शामिल एगो ज्ञात एंजाइम छै, लेकिन केजीजी एकरा प्रोपिओनेट चयापचय मार्ग स॑ नै जोड़ै छै । एकरऽ विपरीत scpB आरू mmcD ऑर्थोलॉग संबंधित छै । बिना निर्धारित नॉकआउट कें जीन कें पैघ संख्या कें परिणामस्वरूप जीन कें प्रचुरता कें आकलन करय कें समय पीपीए सं संबंधित जीन कें पहचान करय मे असमर्थता भ सकय छै. भविष्य केरऽ अध्ययन म॑ मेटाट्रांसक्रिप्टोम विश्लेषण स॑ फायदा मिलतै, जे आंतऽ के माइक्रोबायोटा केरऽ कार्यात्मक विशेषता के गहन समझ प्रदान करी सकै छै आरू जीन अभिव्यक्ति क॑ संभावित डाउनस्ट्रीम प्रभाव स॑ जोड़॑ सकै छै । विशिष्ट न्यूरोडेवलपमेंटल विकारक या भड़काऊ आंत कें बीमारियक सं जुड़ल अध्ययनक कें लेल, माइक्रोबायोम संरचना मे बदलाव कें अइ विकारक सं जोड़य कें लेल जानवरक कें शारीरिक आ व्यवहारिक आकलन कें आवश्यकता छै. आंत कें माइक्रोबायोम कें कीटाणु मुक्त चूहा मे प्रत्यारोपित करय वाला अतिरिक्त अध्ययनक कें सेहो उपयोगी होयत छै, इ निर्धारित करय कें लेल कि माइक्रोबायोम बीमारी कें चालक छै या विशेषता छै.
संक्षेप म॑, हमन॑ ई सिद्ध करलकै कि आहार पीपीए आंतऽ के माइक्रोबायोटा के संरचना म॑ बदलाव करै म॑ एक कारक के रूप म॑ काम करै छै । पीपीए एफडीए द्वारा अनुमोदित संरक्षक छै जे व्यापक रूप सं विभिन्न खाद्य पदार्थक मे पाएल जायत छै जे दीर्घकालिक संपर्क मे रहला पर सामान्य आंत कें वनस्पति मे बाधा पहुंचा सकय छै. हमरा सब क॑ कई बैक्टीरिया केरऽ प्रचुरता म॑ बदलाव मिललै, जेकरा स॑ पता चलै छै कि पीपीए आंतऽ के माइक्रोबायोटा केरऽ संरचना क॑ प्रभावित करी सकै छै । सूक्ष्मजीव मे परिवर्तन सं किच्छू चयापचय मार्गक कें स्तर मे बदलाव भ सकएयत छै, जे शारीरिक परिवर्तन कें कारण भ सकएयत छै जे मेजबान कें स्वास्थ्य कें लेल प्रासंगिक छै. इ निर्धारित करय कें लेल आगू कें अध्ययन कें जरूरत छै की माइक्रोबियल संरचना पर आहार पीपीए कें प्रभाव डिस्बायोसिस या अन्य बीमारियक कें कारण भ सकय छै या नहि. ई अध्ययन भविष्य केरऽ अध्ययन केरऽ नींव रखै छै कि आंतऽ के संरचना प॑ पीपीए केरऽ प्रभाव मानव स्वास्थ्य प॑ कोन तरह के प्रभाव डाल॑ सकै छै ।
अइ अध्ययन मे प्रस्तुत डाटासेट ऑनलाइन भंडार मे उपलब्ध छै. भंडार कें नाम आ अभिगमन संख्या छै: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/, PRJNA1092431.
इ पशु अध्ययन कें सेंट्रल फ्लोरिडा विश्वविद्यालय कें संस्थागत पशु देखभाल आ उपयोग समिति (UCF-IACUC) (पशु उपयोग परमिट संख्या: PROTO202000002) कें मंजूरी देल गेलय छै. इ अध्ययन स्थानीय कानून, नियम, आ संस्थागत आवश्यकताक कें अनुपालन करएयत छै.
एनजी: अवधारणा, डाटा क्यूरेशन, औपचारिक विश्लेषण, जांच, पद्धति, सॉफ्टवेयर, विजुअलाइजेशन, लेखन (मूल मसौदा), लेखन (समीक्षा एवं संपादन)। एलए: अवधारणा, डाटा क्यूरेशन, पद्धति, संसाधन, लेखन (समीक्षा एवं संपादन)। एसएच : औपचारिक विश्लेषण, सॉफ्टवेयर, लेखन (समीक्षा एवं संपादन)। एसए: जांच, लेखन (समीक्षा एवं संपादन)। मुख्य न्यायाधीश : जांच, लेखन (समीक्षा एवं संपादन)। एस.एन.: अवधारणा, परियोजना प्रशासन, संसाधन, पर्यवेक्षण, लेखन (समीक्षा एवं संपादन)। टीए: अवधारणा, परियोजना प्रशासन, पर्यवेक्षण, लेखन (समीक्षा एवं संपादन)।
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