From sequences to knowledge: challenges and opportunities of genome-resolved metagenomics

Inimese soolestikus elab suur hulk baktereid ja teisi mikroorganisme, kes aitavad seedida toitu, toetavad immuunsüsteemi, toodavad olulisi keemilisi ühendeid ning võivad kaitsta meid haigustekitajate eest. Samas võivad mõned mikroobide tegevused olla seotud haiguste tekkega. Kuigi soolestiku mikrobioomi seos inimese tervisega on selge, ei tea me veel piisavalt, mida mikroobid täpselt teevad ja miks võivad sama liigi mikroobid erinevalt mõjuda. Käesolev doktoritöö uurib seda küsimust genoomipõhise metagenoomika abil, mis võimaldab taastada mikroobide genoome metagenoomsetest järjestusandmetest. Doktoritöö põhineb Eesti mikrobioomi kohordi andmetel ja keskendub sellele, mida annab mikrobioomi uurimisel juurde genoomitaseme täpsus. Esmalt näidati, et kahel lühikeste lugemitega sekveneerimisplatvormil saadud metagenoomiandmed annavad taksonoomilise koostise kohta väga sarnase tulemuse. See toetab eri platvormidel toodetud andmete kooskasutamist, kuid näitab ka, et funktsionaalne analüüs on tehniliste erinevuste suhtes tundlikum. Teiseks taastati sügavalt sekveneeritud kohordiproovidest populatsioonipõhine mikroobigenoomide kogu. Selle töö tulemusena saadi 84 762 metagenoomi põhjal taastatud genoomi, mis esindavad 2 257 bakterite ja arhede liiki, sealhulgas 353 varem kirjeldamata liiki. Lisaks täiendati Eesti populatsiooni põhjal inimese soolestiku arhede referentskogu. Seda genoomide kogu kasutades töötati doktoritöös välja raamistik mikrobioomi ja tervise seoste uurimiseks senisest täpsemal, liigisisest varieeruvust arvestaval tasandil. Tulemused näitasid, et osa tervisega seotud seoseid ilmneb alles siis, kui vaadata mikroobiliigi sisse. See on oluline, sest sama mikroobiliigi esindajad võivad kanda erinevaid geene, omada erinevat funktsionaalset võimekust ning seetõttu mõjutada inimese organismi erineval viisil. Kokkuvõttes näitab doktoritöö, et populatsioonipõhised mikroobigenoomide andmebaasid ja täpsemad analüüsimeetodid aitavad liikuda küsimuselt, millised mikroobid on olemas, edasi küsimuseni, millised mikroobide genoomsed variandid võivad mõjutada inimese tervist.

Grantor dc:publisher

Tartu Ülikooli Kirjastus

Year dc:date.issued

2026

Author dc:creator

• Pantiukh, Kateryna

Advisor dc:contributor.advisor

• Org, Elin, juhendaja

• doktoritööd

Statement dc:rights

• Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Estonia

Licence dc:rights.uri

• http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/ee/

Language dc:language.iso

en

Identifier

hdl:10062/122963

OAI record oai:identifier

http://dspace.ut.ee/oai/request?verb=GetRecord&metadataPrefix=dim&identifier=oai%3Adspace.ut.ee%3A10062%2F122963