Association between microbiota community diversity and metabolite diversity : bank voles (Clethrionomys glareolus) inhabiting the Chornobyl Exclusion Zone as a model

Ionisoivalla säteilylle altistuminen voi aiheuttaa soluvaurioita ja siten vaikuttaa isännän terveyteen, kuten muuttamalla suolistomikrobistoa. Metsämyyrä (Clethrionomys glareolus) on uudelleen asuttanut Chornobyl Exclusion Zone (CEZ) -aluetta tapahtuneen ydinvoimalaonnettomuuden jälkeen, mikä tarjoaa ainutlaatuisen mahdollisuuden tutkia kroonisen pieniannoksisen säteilyn pitkäaikaisia biologisia vaikutuksia. On olemassa tutkimuksia, jotka osoittavat, että suurille säteilyannoksille altistuneiden metsämyyrien suolistomikrobisto on muuttunut. Ei kuitenkaan tiedetä, vaikuttaako nämä suolistomikrobiston muutokset isännän terveyteen muuttamalla suolistomikrobistojen tuottamia metaboliitteja. Esimerkiksi, mitä läheisempää sukua mikrobit ovat toisilleen, sitä samankaltaisemmat ovat niiden isännälle tarjoamat hyödyt, kuten metaboliittien tuotanto. Asian tutkimiseksi metsämyyrien ulostenäytteitä kerättiin saastuneilta alueilta CEZ:ssä sekä saastumattomilta alueilta CEZ:n ja Kiovan läheltä. Näytteet sekä niiden mikrobi että metaboliitti koostumukset kerättiin osana Earth Microbiome 500 -projektia. Lyhyesti, mikrobiota tunnistettiin käyttämällä 16S rRNA v4 amplikoni sekvensointia, saatu data käsiteltiin QIIME2:lla ja analysointi suoritettiin PHYLOSEQ ja VEGAN ohjelmapaketeilla. Metaboliitit määriteltiin kohdistamattomalla metabolomiikalla (ultra-korkean suorituskyvyn nestekromatografia yhdistettynä massaspektrometriin), saatu data käsiteltiin MZmine ohjelmalla ja analysointi suoritettiin PHYLOSEQ ja VEGAN ohjelmapaketeilla. Havaitsin, että (1) säteily vaikutti suolistomikrobiston alfa ja beeta diversiteetteihin, mutta ei metaboliittien ja (2) näillä muutoksilla ei ollut assosiaatiota keskenään. Nämä tulokset vahvistivat aikaisempien tutkimusten tuloksia sekä havainnollistivat suolistomikrobiston ja metaboliittien välistä kompleksia suhdetta.