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09/15
September 15, 2023

IPA案例二十八:【宏基因组】深度挖掘鸡的微生物群,研究如何对抗细菌耐药性

近年来,在牲畜饲料中停止使用抗生素生长促进剂(AGP)已成为一种趋势。这开启了兽医研究的一个新领域,并涌现出大量新产品,力争将病原体控制到与使用AGP时相当的水平。AGP的几种替代品已成功地在农场应用,包括益生菌、益生元、共生剂、有机酸、生物炭、膨润土等。

 

植物性抗菌产品(称为“植物原”,英文phytogen)越来越受欢迎,使用量也正在激增。植物原除了具有很强的抗菌作用,它还具有一系列其他有益作用,包括杀虫、抗癌、免疫调节、药物干扰、改变激素水平,以及大家熟知的植物精油的护理作用等许多其他作用。

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来自澳大利亚中央昆士兰大学未来农业系统研究所的Dana Stanley教授是基因组研究的负责人,她一直专注于人类和牲畜肠道健康和营养、益生菌、下一代抗生素开发和病原体控制。她借助CLC和IPA,描绘了禽类肠道微生物群,为农场定制化病原体控制铺平了道路。

 

解决抗菌素耐药性的一种可持续方法是用天然替代品取代畜牧业和其他农业领域中抗生素的使用。目前最有前景、广泛使用的抗生素替代品之一是植物来源的产品。例如来自大蒜、牛至或桉树等植物的活性抗菌化合物。

 

研究团队进行了RNA-seq,获取到动物器官中每个基因的表达和表达的变化,用于支持植物源或其他抗生素产品替代品的选用。他们将RNA-seq数据导入Ingenuity Pathway Analysis(IPA)进行分析。IPA能够根据标志物基因的表达做出可靠的预测。

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Stanley教授说:“通过这种方式,我们能够看到使用这些抗生素替代品可以防止病原体和抗菌素耐药性,同时还能以许多意想不到的方式改善禽类的健康和免疫力。IPA的输出结果可以便捷地可视化,并且比其他分析方法更清晰。”

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IPA能够绘制热图,例如匹配现有疾病,了解特定产品是否会使动物容易患上这些疾病。现在,Stanley正在将收集到的抗生素替代品的所有数据汇总到IPA Analysis Match数据库中,很大限度地从每个数据集中获得预测。

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当他们查明植物源抗生素替代品中实际有抗菌作用的分子时,就可以像输送抗生素一样大量输送这些分子。这些分子可以为我们提供更强大、更优质的病原体控制,使用IPA来预测整体的健康影响有助于研究人员为禽类健康谋求更多的好处。

 

通过CLC Genomic Workbench和Microbial Genomics插件将IPA分析与肠道中AMR(抗生素耐药性)基因的鉴定相结合,他们可以全面了解治疗对AMR携带的影响。这两种工具的组合使研究团队能够评估治疗对微生物群落中AMR基因表达的影响,并就治疗对宿主的影响以及与AMR相关的潜在风险提供有价值的见解。

 

Stanley博士总结到:“IPA是预测治疗益处和副作用以及在分子水平上识别潜在相互作用和通路的强大工具。”


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