प्रोपिओनिक अम्ल (PPA) इति कवकविरोधी एजेण्टः सामान्यः आहारसंयोजकः च मूषकेषु जठरान्त्रविकारसहितं असामान्यं न्यूरोविकासं जनयति इति दर्शितम् अस्ति, यत् आतङ्कविकारस्य कारणेन भवितुम् अर्हति आहारस्य पीपीए-संपर्कस्य आतङ्क-सूक्ष्मजीव-विचलनस्य च मध्ये एकः सम्बन्धः सुझातः अस्ति, परन्तु प्रत्यक्षतया तस्य अन्वेषणं न कृतम् । अत्र, वयं आतङ्कसूक्ष्मजीवसंरचनायां पीपीए-सम्बद्धानां परिवर्तनानां अन्वेषणं कृतवन्तः येन डिस्बायोसिसः भवितुम् अर्हति । सूक्ष्मजीवसंरचनायां जीवाणुचयापचयमार्गेषु च भेदानाम् आकलनाय दीर्घकालीनमेटाजीनोमिक अनुक्रमणस्य उपयोगेन अनुपचारित आहारं (n=9) पीपीए-समृद्धं आहारं (n=13) च खादितानां मूषकाणां आतङ्कसूक्ष्मजीवानां अनुक्रमणं कृतम् आहारस्य पीपीए महत्त्वपूर्णवर्गस्य प्रचुरतायां वृद्ध्या सह सम्बद्धः आसीत्, यत्र अनेकाः बैक्टीरोइड्स्, प्रीवोटेला, रुमिनोकोकस् च प्रजातयः सन्ति, येषां सदस्याः पूर्वं पीपीए-उत्पादने सम्मिलिताः सन्ति पीपीए-उन्मुखमूषकाणां सूक्ष्मजीवेषु अपि लिपिड्-चयापचयेन, स्टेरॉयड्-हार्मोन-जैव-संश्लेषणेन च सम्बद्धाः अधिकाः मार्गाः आसन् । अस्माकं परिणामाः सूचयन्ति यत् पीपीए आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवानां तत्सम्बद्धानां चयापचयमार्गाणां परिवर्तनं कर्तुं शक्नोति। एते अवलोकिताः परिवर्तनाः प्रकाशयन्ति यत् सेवनार्थं सुरक्षिताः इति वर्गीकृताः संरक्षकाः आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवस्य संरचनां प्रभावितुं शक्नुवन्ति तथा च क्रमेण मानवस्वास्थ्यं प्रभावितुं शक्नुवन्ति
मानवस्य सूक्ष्मजीवकोशः प्रायः “शरीरस्य अन्तिमः अङ्गः” इति उच्यते तथा च मानवस्वास्थ्ये महत्त्वपूर्णां भूमिकां निर्वहति (Baquero and Nombela, 2012) । विशेषतः आतङ्कसूक्ष्मजीवकोशः प्रणालीव्यापीप्रभावस्य, अनेकेषु आवश्यककार्येषु भूमिकायाः ​​च कृते स्वीकृतः अस्ति । Commensal जीवाणुः आतङ्के प्रचुरं भवति, बहु पारिस्थितिक आलापं गृह्णाति, पोषकद्रव्याणां उपयोगं करोति, सम्भाव्यरोगजनकैः सह स्पर्धां करोति च (Jandhyala et al., 2015)। आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवस्य विविधाः जीवाणुघटकाः विटामिन इत्यादीनां आवश्यकपोषकद्रव्याणां उत्पादनं कर्तुं पाचनं च प्रवर्धयितुं समर्थाः सन्ति (Rowland et al., 2018)। जीवाणुचयापचयद्रव्याणि ऊतकविकासं प्रभावितं कुर्वन्ति तथा चयापचयस्य प्रतिरक्षामार्गं च वर्धयन्ति इति अपि दर्शितम् अस्ति (Heijtz et al., 2011; Yu et al., 2022)। मानवस्य आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवकोशस्य रचना अत्यन्तं विविधा भवति तथा च आहारः, लिंगः, औषधानि, स्वास्थ्यस्य स्थितिः इत्यादिषु आनुवंशिकपर्यावरणकारकेषु निर्भरं भवति (Kumbhare et al., 2019)।
मातृ आहारः भ्रूणस्य नवजातस्य च विकासस्य एकः महत्त्वपूर्णः घटकः अस्ति तथा च यौगिकानां कथितः स्रोतः अस्ति यः विकासं प्रभावितं कर्तुं शक्नोति (Bazer et al., 2004; Innis, 2014)। एतादृशः एकः रुचिकरः यौगिकः प्रोपिओनिक अम्लम् (PPA) अस्ति, यः जीवाणुकिण्वनात् प्राप्तः लघुशृङ्खलायुक्तः वसाम्लस्य उपोत्पादः अस्ति तथा च खाद्यसंयोजकः (den Besten et al., 2013) पीपीए इत्यस्य जीवाणुरोधी कवकविरोधी च गुणाः सन्ति अतः खाद्यसंरक्षकरूपेण औद्योगिकप्रयोगेषु च मोल्ड् तथा जीवाणुवृद्धिं निवारयितुं उपयुज्यते (Wemmenhove et al., 2016)। पीपीए इत्यस्य भिन्नभिन्न ऊतकयोः भिन्नाः प्रभावाः भवन्ति । यकृत् मध्ये पीपीए मैक्रोफेज्स् मध्ये साइटोकाइन् अभिव्यक्तिं प्रभावितं कृत्वा शोथविरोधी प्रभावं करोति (Kawasoe et al., 2022)। अन्येषु प्रतिरक्षाकोशिकासु अपि एषः नियामकप्रभावः अवलोकितः अस्ति, येन सूजनस्य अधः नियमनं भवति (Haase et al., 2021) । परन्तु मस्तिष्के तस्य विपरीतप्रभावः अवलोकितः अस्ति । पूर्वाध्ययनेन ज्ञातं यत् पीपीए-संपर्कः मूषकेषु आत्मकेन्द्रित-सदृशं व्यवहारं प्रेरयति (El-Ansary et al., 2012)। अन्येषु अध्ययनेषु ज्ञातं यत् पीपीए ग्लियोसिस् प्रेरयितुं मस्तिष्के प्रो-इन्फ्लेमेटरी मार्गं सक्रियं कर्तुं शक्नोति (Abdelli et al., 2019)। यतो हि पीपीए एकः दुर्बलः अम्लः अस्ति, अतः एतत् आन्तरिक उपकलाद्वारा रक्तप्रवाहं प्रति प्रसारयितुं शक्नोति तथा च रक्त-मस्तिष्क-बाधां तथा नालं च सहितं प्रतिबन्धात्मक-बाधां पारयितुं शक्नोति (Stinson et al., 2019), यत् जीवाणुभिः उत्पादितस्य नियामकचयापचयस्य रूपेण पीपीए-महत्त्वं प्रकाशयति यद्यपि आत्मकेन्द्रितस्य जोखिमकारकरूपेण पीपीए इत्यस्य सम्भाव्यभूमिका सम्प्रति अन्वेषणं क्रियते तथापि आत्मकेन्द्रितव्यक्तिषु तस्य प्रभावः तंत्रिकाभेदं प्रेरयितुं परं विस्तारितः भवितुम् अर्हति
तंत्रिकाविकासविकारयुक्तेषु रोगिषु अतिसारः कब्जः इत्यादयः जठरान्त्रलक्षणाः सामान्याः सन्ति (Cao et al., 2021)। पूर्वाध्ययनेन ज्ञातं यत् आटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर् (ASD) रोगिणां सूक्ष्मजीवकोशः स्वस्थव्यक्तिभ्यः भिन्नः भवति, येन आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवविकारस्य उपस्थितिः सूचिता (Finegold et al., 2010) तथैव भड़काऊ आन्तरिकरोगाः, मोटापाः, अल्जाइमररोगः इत्यादीनां रोगिणां सूक्ष्मजीवविशेषताः अपि स्वस्थव्यक्तिभ्यः भिन्नाः सन्ति (Turnbaugh et al., 2009; Vogt et al., 2017; Henke et al., 2019)। परन्तु अद्यपर्यन्तं आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवकोशस्य तंत्रिकारोगस्य वा लक्षणस्य च मध्ये कोऽपि कारणसम्बन्धः न स्थापितः (Yap et al., 2021), यद्यपि एतेषु केषुचित् रोगस्थितिषु अनेकाः जीवाणुजातयः भूमिकां निर्वहन्ति इति चिन्तितम् अस्ति उदाहरणार्थं, एकेरमैनसिया, बैक्टीरोइड्स्, क्लोस्ट्रिडियम, लैक्टोबैसिलस, डेसल्फोविब्रिओ इत्यादीनां जातिषु आत्मकेन्द्रितरोगिणां सूक्ष्मजीवविज्ञानस्य अधिकं प्रचुरता भवति (Tomova et al., 2015; Golubeva et al., 2017; Cristiano et al., 2018; Zurita et al., 2020)। उल्लेखनीयं यत्, एतेषु केषाञ्चन वंशानां सदस्यजातीनां पीपीए-उत्पादनेन सह सम्बद्धाः जीनाः सन्ति इति ज्ञायते (Reichardt et al., 2014; Yun and Lee, 2016; Zhang et al., 2019; Baur and Dürre, 2023)। पीपीए इत्यस्य रोगाणुनाशकगुणान् दृष्ट्वा तस्य प्रचुरता वर्धयितुं पीपीए-उत्पादकजीवाणुनां वृद्ध्यर्थं लाभप्रदं भवितुम् अर्हति (Jacobson et al., 2018)। एवं पीएफए-समृद्धं वातावरणं जठरान्त्ररोगजनकाः सहितं आतङ्कसूक्ष्मजीवविज्ञानस्य परिवर्तनं जनयितुं शक्नोति, ये जठरान्त्रलक्षणं जनयन्तः सम्भाव्यकारकाः भवितुम् अर्हन्ति
सूक्ष्मजीवसंशोधनस्य एकः केन्द्रीयः प्रश्नः अस्ति यत् सूक्ष्मजीवसंरचनायाः भेदः अन्तर्निहितरोगाणां कारणं लक्षणं वा अस्ति वा इति । आहारस्य, आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवकोशस्य, तंत्रिकारोगस्य च जटिलसम्बन्धस्य स्पष्टीकरणस्य प्रथमं सोपानं सूक्ष्मजीवसंरचनायाः उपरि आहारस्य प्रभावस्य आकलनं भवति अस्य कृते वयं पीपीए-समृद्धं अथवा पीपीए-क्षीण-आहारं पोषितानां मूषकानाम् आतङ्क-सूक्ष्मजीवानां तुलनां कर्तुं दीर्घ-पठित-मेटाजीनोमिक-अनुक्रमणस्य उपयोगं कृतवन्तः सन्तानानां मातृणां समानाहारः । अस्माभिः परिकल्पना कृता यत् पीपीए-समृद्धस्य आहारस्य परिणामः आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवसंरचनायाः सूक्ष्मजीवकार्यात्मकमार्गेषु च परिवर्तनं भविष्यति, विशेषतः पीपीए चयापचयेन तथा/वा पीपीए-उत्पादनेन सह सम्बद्धेषु।
अस्मिन् अध्ययने FVB/N-Tg(GFAP-GFP)14Mes/J ट्रांसजेनिकमूषकाणां (Jackson Laboratories) उपयोगः कृतः ये मध्यफ्लोरिडाविश्वविद्यालयस्य संस्थागतपशुपरिचर्या-उपयोगसमितेः (UCF-IACUC) (पशु-उपयोग-अनुज्ञापत्र-सङ्ख्या: PROTO202000002) मार्गदर्शिकानां अनुसरणं कृत्वा ग्लिया-विशिष्टस्य GFAP-प्रमोटरस्य नियन्त्रणे ग्रीन-फ्लोरोसेण्ट्-प्रोटीन-(GFP) अधिकं अभिव्यक्तयन्ति दुग्धविच्छेदनानन्तरं मूषकान् व्यक्तिगतरूपेण पञ्जरेषु स्थापितं यत्र प्रतिपञ्जरे प्रत्येकं लिंगस्य १–५ मूषकाः आसन् । मूषकाणां कृते शुद्धनियन्त्रणाहारः (संशोधित-खुले-लेबल-मानक-आहारः, १६ किलोकैलोरी% वसा) अथवा सोडियम-प्रोपिओनेट्-पूरक-आहारः (संशोधित-खुले-लेबल-मानक-आहारः, १६ किलोकैलोरी% वसा, यस्मिन् ५,००० पीपीएम सोडियम-प्रोपिओनेट् युक्तः) वा एड् लिबिटम् इत्यनेन भोजनं कृतम् प्रयुक्तस्य सोडियमप्रोपिओनेट् इत्यस्य मात्रा ५,००० मिग्रा पीएफए/किलोग्राम कुलभोजनभारस्य बराबरम् आसीत् । खाद्यसंरक्षकरूपेण उपयोगाय अनुमोदितस्य पीपीए इत्यस्य सर्वाधिकसान्द्रता एषा अस्ति । अस्य अध्ययनस्य सज्जतायै मातापितृमूषकाणां संभोगात् पूर्वं ४ सप्ताहपर्यन्तं द्वयोः आहारयोः आहारः दत्तः, जलबन्धस्य गर्भधारणपर्यन्तं च निरन्तरं कृतम् । संतानमूषकाः [२२ मूषकाः, ९ नियन्त्रणानि (६ पुरुषाः, ३ मादाः) १३ पीपीए (४ पुरुषाः, ९ मादाः)] दुग्धविच्छेदनं कृत्वा ततः ५ मासान् यावत् जलबन्धानां समानाहारं निरन्तरं कृतवन्तः संतानमूषकाणां ५ मासस्य आयुषः बलिदानं कृत्वा तेषां आन्तरिकमलसामग्री एकत्रितं कृत्वा प्रारम्भे -२० डिग्री सेल्सियसपर्यन्तं १.५ मिलीलीटरसूक्ष्मकेन्द्रकणिकासु संगृहीतं ततः -८० डिग्री सेल्सियस फ्रीजरे स्थानान्तरितम् यावत् मेजबानस्य डीएनए क्षीणः न भवति तथा सूक्ष्मजीवानां न्यूक्लियक् अम्लानां निष्कासनं न भवति स्म
मेजबानस्य डीएनए परिवर्तितप्रोटोकॉलस्य अनुसारं निष्कासितम् (Charalampous et al., 2019)। संक्षेपेण, मलसामग्री 500 μl InhibitEX (Qiagen, Cat#/ID: 19593) मध्ये स्थानान्तरणं कृत्वा जमे संग्रहीतम्। प्रतिनिष्कासनं अधिकतमं १-२ मलगुटिकानां प्रक्रियां कुर्वन्तु । ततः मलसामग्रीणां यंत्रेण समरूपीकरणं कृत्वा नलिकेः अन्तः प्लास्टिकस्य मुसलस्य उपयोगेन स्लरी निर्मितवती । नमूनानां 10,000 RCF इत्यत्र 5 मिन्ट् यावत् अथवा नमूनानां गोलीं यावत् अपकेन्द्रीकरणं कुर्वन्तु, ततः सुपरनेटेंटं आस्पिरेट् कृत्वा गोलीं 250 μl 1× PBS इत्यस्मिन् पुनः निलम्बयन्तु। यूकेरियोटिककोशिकाझिल्लीं शिथिलं कर्तुं डिटर्जन्टरूपेण नमूने 250 μl 4.4% सैपोनिन् घोल (TCI, उत्पादसङ्ख्या S0019) योजयन्तु। नमूनानि स्निग्धतां यावत् मन्दं मिश्रयित्वा कक्षतापमाने १० मिन्ट् यावत् इन्क्यूबेट् कृतवन्तः । तदनन्तरं यूकेरियोटिककोशिकानां बाधां कर्तुं नमूने ३५० μl न्यूक्लियस-रहितं जलं योजयित्वा ३० s यावत् इन्क्यूबेट् कृत्वा ततः १२ μl ५ M NaCl योजितम् ततः नमूनानि 6000 RCF इत्यत्र 5 min. सुपरनेटेंटं आस्पिरेट् कृत्वा गोलीं 100 μl 1X PBS इत्यस्मिन् पुनः लम्बयन्तु। मेजबानस्य DNA इत्यस्य निष्कासनार्थं 100 μl HL-SAN बफरं (12.8568 g NaCl, 4 ml 1M MgCl2, 36 ml न्यूक्लियस-मुक्तजलं) तथा 10 μl HL-SAN एन्जाइम (ArticZymes P/N 70910-202) योजयन्तु नमूनानि पिपेटिंग् द्वारा सम्यक् मिश्रितं कृत्वा EppendorfTM ThermoMixer C इत्यत्र 800 rpm इत्यत्र 37 °C इत्यत्र 30 min यावत् इन्क्यूबेशनं कृत्वा 6000 RCF इत्यत्र 3 min यावत् अपकेन्द्रीकृत्य 800 μl तथा 1000 μl 1X PBS इत्यनेन द्विवारं प्रक्षालितम्। अन्ते गोलीं 100 μl 1X PBS इत्यस्मिन् पुनः निलम्बयन्तु।
न्यू इङ्ग्लैण्ड् बायोलैब्स् मोनार्क् जीनोमिक डीएनए शुद्धिकरण किट (न्यू इङ्ग्लैण्ड् बायोलैब्स्, इप्सविच, एमए, कैट # T3010L) इत्यस्य उपयोगेन कुलजीवाणु-डीएनए पृथक्कृतम् । किट् इत्यनेन सह प्रदत्ता मानकसञ्चालनप्रक्रिया किञ्चित् परिवर्तिता अस्ति । अन्तिमविलयनार्थं संचालनात् पूर्वं न्यूक्लियस-रहितजलं ६०°C मध्ये इन्क्यूबेट् कृत्वा निर्वाहयन्तु । प्रत्येकं नमूने 10 μl प्रोटीनेज के तथा 3 μl आरएनएज ए योजयन्तु। ततः 100 μl Cell Lysis Buffer योजयित्वा मन्दं मिश्रयन्तु। ततः नमूनानि EppendorfTM ThermoMixer C इत्यस्मिन् 56°C तथा 1400 rpm इत्यत्र न्यूनातिन्यूनं 1 घण्टां 3 घण्टापर्यन्तं च इन्क्यूबेट् कृतवन्तः। इन्क्यूबेटेड नमूनानां 12,000 RCF इत्यत्र 3 निमेषपर्यन्तं अपकेन्द्रीकरणं कृतम् आसीत् तथा च प्रत्येकस्मात् नमूनातः सुपरनेटेंटं पृथक् 1.5 mL सूक्ष्मकेन्द्रितनलिके स्थानान्तरितम् यस्मिन् 400 μL बन्धनविलयनं भवति स्म ततः नलिकां १ सेकेण्ड् अन्तरालेन ५–१० सेकेण्ड् यावत् नाडीभंवरं कृतम् । प्रत्येकस्य नमूनायाः सम्पूर्णं द्रवसामग्री (लगभग 600–700 μL) प्रवाह-माध्यमेन संग्रहणनलिके स्थापिते छानक-कार्टुज-मध्ये स्थानान्तरयन्तु । नलिकां 1,000 RCF इत्यत्र 3 निमेषपर्यन्तं अपकेन्द्रीकरणं कृतम् यत् प्रारम्भिकं DNA बन्धनं भवति ततः 12,000 RCF इत्यत्र 1 निमेषपर्यन्तं अपकेन्द्रीकरणं कृत्वा अवशिष्टद्रवं निष्कासितम्। नमूनास्तम्भं नूतनसंग्रहनलिके स्थानान्तरितम् ततः द्विवारं प्रक्षालितम् । प्रथमप्रक्षालनस्य कृते प्रत्येकस्मिन् नलिके ५०० μL प्रक्षालनबफरं योजयन्तु । नलिकां ३–५ वारं विपर्यययन्तु ततः १२,००० RCF इत्यत्र १ निमेषपर्यन्तं अपकेन्द्रीकरणं कुर्वन्तु । संग्रहणनलिके द्रवम् परित्यज्य फ़िल्टर-कार्टुजं पुनः तस्मिन् एव संग्रहणनलिके स्थापयन्तु । द्वितीयप्रक्षालनस्य कृते 500 μL प्रक्षालनबफरं फ़िल्टरमध्ये विपर्यस्तं विना योजयन्तु । नमूनानि १२,००० आरसीएफ इत्यत्र १ निमेषपर्यन्तं अपकेन्द्रीकरणं कृतम् । फ़िल्टरं 1.5 mL LoBind® ट्यूबमध्ये स्थानान्तरयन्तु तथा च 100 μL पूर्वं तापितं न्यूक्लियस-रहितं जलं योजयन्तु। फ़िल्टर्स् कक्षतापमाने १ निमेषपर्यन्तं इन्क्यूबेट् कृत्वा ततः १२,००० आरसीएफ इत्यत्र १ निमेषपर्यन्तं अपकेन्द्रीकरणं कृतम् । इल्युट् कृतं डीएनए -८० डिग्री सेल्सियस इत्यत्र संगृहीतम् आसीत् ।
QubitTM 4.0 Fluorometer इत्यस्य उपयोगेन DNA सान्द्रतायाः परिमाणं निर्धारितम् । निर्मातुः निर्देशानुसारं QubitTM 1X dsDNA High Sensitivity Kit (Cat. No. Q33231) इत्यस्य उपयोगेन DNA निर्मितम् आसीत् । डीएनए-खण्डदीर्घतायाः वितरणं AglientTM 4150 अथवा 4200 TapeStation इत्यस्य उपयोगेन मापितं । एजिलेण्ट् TM जीनोमिक डीएनए रिएजेण्ट् (कैट. नम्बर ५०६७-५३६६) तथा जीनोमिक डीएनए स्क्रीनटेप (कैट. नम्बर ५०६७-५३६५) इत्येतयोः उपयोगेन डीएनए निर्मितम् । पुस्तकालयस्य निर्माणं निर्मातुः निर्देशानुसारं Oxford Nanopore TechnologiesTM (ONT) Rapid PCR Barcoding Kit (SQK-RPB004) इत्यस्य उपयोगेन कृतम् Min106D प्रवाहकोशिका (R 9.4.1) इत्यनेन सह ONT GridIONTM Mk1 अनुक्रमकस्य उपयोगेन DNA अनुक्रमणं कृतम् । अनुक्रमणसेटिंग्स् आसन्: उच्चसटीकता आधारकॉलिंग्, न्यूनतमं q मूल्यं 9, बारकोड् सेटअप, बारकोड् ट्रिम च । नमूनानां अनुक्रमणं ७२ घण्टापर्यन्तं कृतम्, तदनन्तरं आधारकॉलदत्तांशं अग्रे संसाधनार्थं विश्लेषणार्थं च प्रस्तुतम् ।
जैवसूचनाविज्ञानसंसाधनं पूर्वं वर्णितपद्धतीनां उपयोगेन कृतम् (Greenman et al., 2024)। अनुक्रमणात् प्राप्ताः FASTQ सञ्चिकाः प्रत्येकस्य नमूनायाः निर्देशिकासु विभक्ताः आसन् । जैवसूचनाविज्ञानविश्लेषणात् पूर्वं निम्नलिखितपाइपलाइनस्य उपयोगेन आँकडानां संसाधनं कृतम् आसीत् : प्रथमं नमूनानां FASTQ सञ्चिकाः एकस्मिन् FASTQ सञ्चिकायां विलीनाः आसन् ततः, 1000 bp तः लघुतरं पठनं Filtlong v. 0.2.1 इत्यस्य उपयोगेन फ़िल्टर कृतम्, यत्र एकमात्रं पैरामीटर् परिवर्तितं –min_length 1000 (Wick, 2024) इति । अग्रे छाननेन पूर्वं पठनगुणवत्तायाः नियन्त्रणं NanoPlot v.1.41.3 इत्यस्य उपयोगेन निम्नलिखितमापदण्डैः सह कृतम् आसीत्: –fastq –plots dot –N50 -o(डी कोस्टर एण्ड रेडमेकर्स, २०२३)। रीड्स् माउस सन्दर्भजीनोम GRCm39 (GCF_000001635.27) इत्यनेन सह संरेखिताः आसन् minimap2 v(ली, २०१८)। उत्पन्नाः संरेखणसञ्चिकाः samtools v. 1.16.1 इत्यस्मिन् samtools view -b (Danecek et al., 2021) इत्यस्य उपयोगेन BAM प्रारूपे परिवर्तिताः आसन् । ततः samtools view -b -f 4 इत्यस्य उपयोगेन असंरेखितपठनानि चिह्नितानि, येन सूचितं यत् एते पठनानि मेजबानजीनोमस्य न आसन् । असंरेखितपठनानि पूर्वनिर्धारितमापदण्डैः सह samtools bam2fq इत्यस्य उपयोगेन पुनः FASTQ प्रारूपे परिवर्तितानि आसन् । पूर्वं वर्णितसेटिंग्स् उपयुज्य अग्रे फ़िल्टर कृतेषु पठनेषु नैनोप्लॉट् पुनः चालितम् । छाननेन अनन्तरं मेटाफ्लाई v.2.8.2-b1689 इत्यस्य उपयोगेन मेटाजीनोमिकदत्तांशं निम्नलिखितमापदण्डैः सह संयोजितम् आसीत्: –nano-raw–मेटा (कोल्मोगोरोव एट अल., 2020). अवशिष्टानि मापदण्डानि पूर्वनिर्धारितमूल्यानि त्यजन्तु । संयोजनानन्तरं, फ़िल्टर कृतानि पठनानि minimap2 इत्यस्य उपयोगेन संयोजने मैप् कृताः, तथा च -ax map-ont पैरामीटर् इत्यस्य उपयोगः SAM प्रारूपेण संरेखणसञ्चिकां जनयितुं कृतम् । विधानसभा प्रथमं racon v. 1.4.20 इत्यस्य उपयोगेन निम्नलिखितमापदण्डैः सह परिष्कृतम् आसीत्: -m 8 -x -6 -g -8 -w 500 -u ( Vaser et al., 2017 ). racon समाप्तस्य अनन्तरं, medaka v. अस्माकं आँकडानां कृते प्रयुक्तं प्रवाहकोशिका रसायनशास्त्रं उच्च-सटीकता-आधार-कॉलिंग् च निर्दिष्टुं -m पैरामीटर् r941_min_hac_g507 इति सेट् भवति (nanoporetech/medaka, 2024) तदनन्तरं विश्लेषणार्थं छानितं दत्तांशं (अतः सूक्ष्मजीवदत्तांशः इति उच्यते) अन्तिमः स्वच्छः सङ्घः च उपयुज्यते स्म ।
वर्गीकरणवर्गीकरणार्थं, रीड्स् तथा एसेम्बल्ड् कन्टिग्स् इत्येतयोः वर्गीकरणं Kraken2 v. 2.1.2 ( Wood et al., 2019 ) इत्यस्य उपयोगेन कृतम् । क्रमशः रीड्स् तथा एसेम्बल् कृते रिपोर्ट्स् तथा आउटपुट् सञ्चिकाः जनयन्तु । पठनानि, संयोजनानि च विश्लेषयितुं –use-names विकल्पस्य उपयोगं कुर्वन्तु । –gzip-compressed तथा –paired विकल्पाः पठितखण्डानां कृते निर्दिष्टाः सन्ति । मेटाजीनोमेषु वर्गानां सापेक्षिकप्रचुरतायाः अनुमानं Bracken v. 2.8 ( Lu et al., 2017 ) इत्यस्य उपयोगेन कृतम् । वयं प्रथमं bracken-build इत्यस्य उपयोगेन 1000 आधाराणि युक्तं kmer आँकडाधारं निर्मितवन्तः यत्र निम्नलिखितपैरामीटर् सन्ति: -d-k 35 -l 1000 एकवारं निर्मितं जातं चेत्, bracken kraken2 द्वारा उत्पन्नस्य प्रतिवेदनस्य आधारेण चालयति तथा च निम्नलिखितविकल्पानां उपयोगेन आँकडान् छानयति: -d -I -O-पृ 1000 -ल

तेषु विश्लेषितवर्गीकरणस्तरस्य आधारेण P, G अथवा S इति चयनं भवति । मिथ्यासकारात्मकवर्गीकरणानां प्रभावं न्यूनीकर्तुं 1e-4 (1/10,000 रीड्स्) इत्यस्य न्यूनतमं सापेक्षिकप्रचुरतासीमा स्वीकृता । सांख्यिकीयविश्लेषणात् पूर्वं ब्रैकेन (fraction_total_reads) द्वारा प्रतिवेदितानां सापेक्षिकप्रचुरतानां रूपान्तरणं केन्द्रित-लॉग-अनुपात (CLR) परिवर्तनस्य उपयोगेन कृतम् (Aitchison, 1982) CLR पद्धतिः आँकडारूपान्तरणार्थं चयनिता यतः सा स्केल-अविकारी अस्ति तथा च अ-विरलदत्तांशसमूहानां कृते पर्याप्तः अस्ति (Gloor et al., 2017)। CLR परिवर्तनं प्राकृतिक लघुगणकस्य उपयोगं करोति । ब्रैकेन द्वारा प्रतिवेदितगणनादत्तांशः सापेक्षिकलॉगव्यञ्जनस्य (RLE) उपयोगेन सामान्यीकृतः (Anders and Huber, 2010) । matplotlib v. 3.7.1, seaborn v. 3.7.2 तथा क्रमिक लघुगणकयोः संयोजनस्य उपयोगेन आकृतयः उत्पन्नाः (Gloor et al., 2017) । 0.12.2 तथा स्टैन्टानोटेशन्स् वि. 0.5.0 (हंटर, 2007; वास्कोम, 2021; चार्लर एट अल., 2022)। प्रत्येकं नमूनायाः कृते सामान्यीकृतजीवाणुगणनायाः उपयोगेन बेसिलस/बैक्टीरोइडेट्स अनुपातस्य गणना कृता । सारणीषु प्रतिवेदितानि मूल्यानि ४ दशमलवस्थानानि यावत् गोलानि भवन्ति । सिम्पसनविविधतासूचकाङ्कस्य गणना KrakenTools v. 1.2 संकुलस्य (Lu et al., 2022) इत्यस्मिन् प्रदत्तस्य alpha_diversity.py स्क्रिप्ट् इत्यस्य उपयोगेन कृता आसीत् । स्क्रिप्ट् मध्ये Bracken रिपोर्ट् प्रदत्तं भवति तथा च -an पैरामीटर् कृते Simpson index “Si” प्रदत्तम् अस्ति । प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णाः अन्तराः औसत CLR भेदाः ≥ 1 अथवा ≤ -1 इति परिभाषिताः आसन् । ±1 इत्यस्य औसत CLR अन्तरं नमूनाप्रकारस्य प्रचुरतायां 2.7 गुणा वृद्धिं सूचयति । चिह्नं (+/-) सूचयति यत् क्रमशः पीपीए नमूनायां नियन्त्रणनमूने च वर्गीकरणं अधिकं प्रचुरं भवति वा इति । महत्त्वं मान-व्हिट्नी यू परीक्षणस्य उपयोगेन निर्धारितम् (Virtanen et al., 2020)। Statsmodels v. 0.14 (Benjamini and Hochberg, 1995; Seabold and Perktold, 2010) इत्यस्य उपयोगः कृतः, तथा च बहुपरीक्षणार्थं सम्यक्करणार्थं Benjamini-Hochberg प्रक्रिया प्रयुक्ता सांख्यिकीयमहत्त्वं निर्धारयितुं समायोजितं p-मूल्यं ≤ 0.05 इति सीमारूपेण उपयुज्यते स्म ।
जीन एनोटेशनं सापेक्षिकप्रचुरता अनुमानं च मरङ्गा इत्याख्येन वर्णितस्य प्रोटोकॉलस्य परिवर्तितसंस्करणस्य उपयोगेन कृतम् । (मरंगा इत्यादि, 2023)। प्रथमं, SeqKit v. 2.5.1 (Shen et al., 2016) इत्यस्य उपयोगेन सर्वेभ्यः विधानसभेभ्यः 500 bp इत्यस्मात् लघु contigs निष्कासितम्। ततः चयनितसङ्घटनाः एकस्मिन् पैन-मेटाजीनोमरूपेण संयोजिताः । मुक्तपठनचतुष्कोणानां (ORFs) चिह्नं Prodigal v. 1.0.1 (Prodigal v. 2.6.3 इत्यस्य समानान्तरसंस्करणम्) इत्यस्य उपयोगेन निम्नलिखितमापदण्डैः सह कृतम्: -d-f gff-i -O-T 24 -p मेटा -C 10000 (Hyett et al., 2012; Jaenicke, 2024)। ततः परिणामितानि न्यूक्लिओटाइड् सञ्चिकाः पायथन् इत्यस्य उपयोगेन फ़िल्टर कृत्वा सर्वाणि अपूर्णानि जीनानि निष्कासितानि । ततः CD-HIT v.4.8.1 इत्यस्य उपयोगः निम्नलिखितमापदण्डैः सह जीनानां समूहीकरणाय कृतः: cd-hit-est -i -O-ग 0.95 -s 0.85 -aS 0.9 -n 10 -d 256 -M 350000 -T 24 -l 100 -g 1 (फू एट अल., 2012)। जीनप्रचुरतायां टिप्पणीं च अनुमानयितुं उत्पन्नस्य अनावश्यकजीनसूचीयाः उपयोगः कृतः । सापेक्षिकजीनप्रचुरता केएमए v.1.4.9 (Clausen et al., 2018) इत्यस्य उपयोगेन अनुमानितम् आसीत् । प्रथमं, KMA index इत्यस्य उपयोगेन निम्नलिखितमापदण्डैः सह एकं अनुक्रमणिकासञ्चिकां रचयन्तु: -i -Oततः जैवसूचनाशास्त्रपाइपलाइनखण्डे वर्णितरूपेण प्रत्येकस्य नमूनायाः सूक्ष्मजीवपठनैः सह उत्पन्नसूचकाङ्कस्य उपयोगेन केएमए निम्नलिखितमापदण्डैः सह चालितम्: -i -O-त_द्ब-bcNano -bc 0.7 -ef -t 24. ततः, CLR इत्यस्य उपयोगेन जीनगणना सामान्यीकृता, तथा च Sci-kit learn इत्यस्य प्रधानघटकविश्लेषणस्य (PCA) वर्गस्य उपयोगः कृतः (Pedregosa et al., 2011)। पूर्वानुमानितं जीन एनोटेशनं eggNOG v. 2.1.12 इत्यस्य emapper.py स्क्रिप्ट् इत्यस्य उपयोगेन तथा eggNOG database version 5.0.2 इत्यस्य उपयोगेन निम्नलिखितमापदण्डैः सह अनावश्यकजीनसूचीयां कृतम् आसीत्: –type CDS –cpu 24 -i– आँकडा सूची–go_evidence गैर-इलेक्ट्रॉनिक – आउटपुट– आउटपुट निर्देशिका–target_orthologs all –seed_ortholog_value 0.001 –seed_ortholog_score 60 –प्रश्न_कवर 20 –विषय_कवर 0 –अनुवाद –ओवरराइड –temp_dir(Cantalapiedra et al., 2021)। केएमए परिणामानां परीक्षणं पर्याप्तं टेम्पलेट् कवरेजं तथा टेम्पलेटपरिचयः (≥ 90%) तथा प्रचुरता (गहरता ≥ 3) च युक्तानां जीनानां चयनं कृतम्। केएमए गभीरतापरिणामाः उपरि वर्णितरीत्या सीएलआर इत्यस्य उपयोगेन परिवर्तनं कृतवन्तः । ततः प्रत्येकस्य जीनस्य कृते contig स्रोतस्य उपयोगेन कार्यात्मक-टिप्पणी-वर्गीकरण-परिणामानां contig IDs इत्यनेन सह KMA-परिणामानां तुलना कृता । यथा टैक्सा, जीनप्रचुरतायां महत्त्वपूर्णभेदाः औसत CLR अन्तरं ≥ 1 अथवा ≤ -1 युक्ताः जीनाः इति परिभाषिताः, यत्र क्रमशः पीपीए अथवा नियन्त्रणनमूनेषु जीनः अधिकप्रचुरता इति सूचयति इति चिह्नं (+/-)
जीनमार्गप्रचुरतायाः तुलनायै eggNOG द्वारा नियुक्तानां क्योटो जीनस एण्ड जीनोम विश्वकोशस्य (KEGG) ऑर्थोलॉग् (KO) परिचयकानां अनुसारं जीनानां समूहीकरणं कृतम् नकआउट् विना जीनाः अथवा बहु नॉकआउट् युक्ताः जीनाः विश्लेषणात् पूर्वं निष्कासिताः आसन् । ततः प्रतिनमूना प्रत्येकस्य केओ इत्यस्य औसतप्रचुरतायां गणना कृता, सांख्यिकीयविश्लेषणं च कृतम् । पीपीए चयापचयजीनानि परिभाषितानि आसन् यत् कोऽपि जीनः यस्य KEGG_Pathway स्तम्भे ko00640 इति पङ्क्तिः नियुक्ता आसीत्, यत् केजीजी-अनुसारं प्रोपिओनेट् चयापचयस्य भूमिकां सूचयति पीपीए उत्पादनेन सह सम्बद्धाः इति चिह्निताः जीनाः पूरकसारणी 1 (Reichardt et al., 2014; Yang et al., 2017) मध्ये सूचीबद्धाः सन्ति । प्रत्येकस्मिन् नमूनाप्रकारे महत्त्वपूर्णतया अधिकं प्रचुराः आसन् इति पीपीए चयापचयस्य उत्पादनजीनानां च पहिचानाय क्रमपरिवर्तनपरीक्षाः कृताः । विश्लेषितस्य प्रत्येकस्य जीनस्य कृते सहस्रं क्रमपरिवर्तनं कृतम् । सांख्यिकीयमहत्त्वं निर्धारयितुं 0.05 इत्यस्य p-मूल्यं कटऑफरूपेण उपयुज्यते स्म । समूहस्य अन्तः प्रतिनिधिजीनानां टिप्पणीनां आधारेण एकस्य समूहस्य अन्तः व्यक्तिगतजीनानां कृते कार्यात्मकानि टिप्पणीनि नियुक्तानि आसन् । पीपीए चयापचयेन सह सम्बद्धं टैक्सा तथा/वा पीपीए उत्पादनं च eggNOG इत्यस्य उपयोगेन कार्यात्मकटिप्पणीकरणस्य समये अवशिष्टैः समानैः contig IDs इत्यनेन सह Kraken2 आउटपुट् सञ्चिकासु contig IDs इत्यस्य मेलनं कृत्वा पहिचानं कर्तुं शक्यते स्म पूर्वं वर्णितस्य मान-व्हिट्नी यू परीक्षणस्य उपयोगेन महत्त्वपरीक्षणं कृतम् । बहुपरीक्षणस्य कृते सुधारः बेन्जामिन-होच्बर्ग् प्रक्रियायाः उपयोगेन कृतः । सांख्यिकीयमहत्त्वं निर्धारयितुं ≤ 0.05 इत्यस्य p-मूल्यं कटऑफरूपेण उपयुज्यते स्म ।
मूषकाणां आतङ्कसूक्ष्मजीवकोशस्य विविधतायाः मूल्याङ्कनं सिम्पसनविविधतासूचकाङ्कस्य उपयोगेन कृतम् । नियन्त्रण-पीपीए-नमूनानां मध्ये जाति-जातीय-वैविध्ययोः (जीनस-कृते p-मूल्यं: ०.१८, प्रजातीनां कृते p-मूल्यं: ०.१६) (चित्रम् १) कोऽपि महत्त्वपूर्णः अन्तरः न दृष्टः ततः प्रधानघटकविश्लेषणस्य (PCA) उपयोगेन सूक्ष्मजीवसंरचनायाः तुलना कृता । चित्रे २ नमूनानां समूहीकरणं तेषां वंशजद्वारा दर्शितं भवति, यत् सूचयति यत् पीपीए तथा नियन्त्रणनमूनानां मध्ये सूक्ष्मजीवानां जातिसंरचनायां भेदाः आसन् एतत् समूहीकरणं जीनसस्तरस्य न्यूनं आसीत्, येन सूचितं यत् पीपीए कतिपयजीवाणुनाम् प्रभावं करोति (पूरकचित्रम् १) ।
चित्र 1. मूषकस्य आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवकोशस्य वंशानां प्रजातिसंरचनानां च अल्फाविविधता। पीपीए तथा नियन्त्रण नमूनासु वंशजानां (A) तथा प्रजातीनां (B) सिम्पसनविविधतासूचकाङ्कान् दर्शयन्तः बक्सप्लॉट्। महत्त्वं मान-व्हिट्नी यू परीक्षणस्य उपयोगेन निर्धारितम्, तथा च बेन्जामिन-होचबर्ग् प्रक्रियायाः उपयोगेन बहुविधं सुधारणं कृतम् । ns, p-मूल्यं महत्त्वपूर्णं नासीत् (p>0.05)।
चित्र 2. प्रजातिस्तरस्य मूषकस्य आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवसंरचनायाः मुख्यघटकविश्लेषणस्य परिणामाः। मुख्यघटकविश्लेषणप्लॉट् नमूनानां वितरणं तेषां प्रथमयोः मुख्यघटकयोः मध्ये प्रदर्शयति । वर्णाः नमूनाप्रकारं सूचयन्ति : पीपीए-उद्घाटिताः मूषकाः बैंगनीवर्णाः, नियन्त्रणमूषकाः पीताः च भवन्ति । मुख्यघटकाः १, २ च क्रमशः x-अक्षे y-अक्षे च प्लॉट् भवन्ति, तेषां व्याख्यातविचरणानुपातरूपेण च व्यक्ताः भवन्ति ।
आरएलई परिवर्तितगणनादत्तांशस्य उपयोगेन, नियन्त्रणे तथा पीपीए मूषकेषु (नियन्त्रणम्: ९.६६, पीपीए: ३.०२; पी-मूल्यं = ०.००११) माध्य बैक्टीरोइडेट्स/बैसिली अनुपातस्य महती न्यूनता अवलोकिता इदं अन्तरं नियन्त्रणानां तुलने पीपीए मूषकेषु बैक्टीरोइडेट्सस्य अधिकप्रचुरतायां कारणम् आसीत्, यद्यपि अन्तरं महत्त्वपूर्णं नासीत् (नियन्त्रणमध्यम CLR: 5.51, पीपीए औसत CLR: 6.62; p-मूल्यं = 0.054), यदा तु बैक्टीरोइडेट्सस्य प्रचुरता समाना आसीत् (नियन्त्रण औसत CLR: 7.76, PPA औसत CLR: 7.60; p-मूल्यं = ०.१८) इति ।
आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवकोशस्य वर्गीकरणसदस्यानां प्रचुरतायां विश्लेषणेन ज्ञातं यत् पीपीए तथा नियन्त्रणनमूनानां मध्ये १ वंशः ७७ प्रजातयः च महत्त्वपूर्णरूपेण भिन्नाः सन्ति (पूरकसारणी २) पीपीए नमूनासु ५९ प्रजातीनां प्रचुरता नियन्त्रणनमूनानां अपेक्षया महत्त्वपूर्णतया अधिका आसीत्, यदा तु नियन्त्रणनमूनेषु केवलं १६ प्रजातीनां प्रचुरता पीपीए नमूनानां अपेक्षया अधिका आसीत् (चित्रम् ३)
चित्र 3. पीपीए तथा नियन्त्रणमूषकाणां आतङ्कसूक्ष्मजीवकोशस्य वर्गानां विभेदकप्रचुरता। ज्वालामुखी-प्लॉट्-मध्ये पीपीए-नियन्त्रण-नमूनानां मध्ये वंशानां (A) अथवा प्रजातीनां (B) प्रचुरतायां भेदः प्रदर्श्यते । धूसरबिन्दवः वर्गप्रचुरतायां कोऽपि महत्त्वपूर्णः अन्तरं न सूचयन्ति । रङ्गिणः बिन्दवः प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णं भेदं सूचयन्ति (p-value ≤ 0.05) । नमूनाप्रकारयोः प्रचुरतायां सर्वाधिकं भेदं विद्यमानाः शीर्ष २० वर्गाः क्रमशः रक्तेन हल्केन नीलेन च (नियन्त्रण-पीपीए-नमूनानि) दर्शितानि सन्ति । नियन्त्रणेषु अथवा पीपीए नमूनासु नियन्त्रणेषु अपेक्षया पीत-बैंगनी-बिन्दुः न्यूनातिन्यूनं २.७ गुणाधिकः आसीत् । कृष्णबिन्दवः महत्त्वपूर्णरूपेण भिन्नप्रचुरतायुक्तवर्गस्य प्रतिनिधित्वं कुर्वन्ति, यत्र -1 तथा 1 इत्येतयोः मध्ये औसत CLR अन्तरं भवति P मूल्यानां गणना Mann-Whitney U परीक्षणस्य उपयोगेन कृता तथा च Benjamini-Hochberg प्रक्रियायाः उपयोगेन बहुपरीक्षणार्थं सम्यक् कृता बोल्ड मीन CLR भेदाः प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णं भेदं सूचयन्ति।
आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवसंरचनायाः विश्लेषणानन्तरं वयं सूक्ष्मजीवस्य कार्यात्मकं टिप्पणीं कृतवन्तः । निम्नगुणवत्तायुक्तानि जीनानि छानयित्वा सर्वेषु नमूनासु कुलम् ३७८,३५५ अद्वितीयजीनानि चिह्नितानि । एतेषां जीनानां परिवर्तितप्रचुरता मुख्यघटकविश्लेषणाय (PCA) उपयोगः कृतः, परिणामेषु च तेषां कार्यात्मकप्रोफाइलस्य आधारेण नमूनाप्रकारानाम् उच्चपरिमाणं समूहीकरणं दर्शितम् (चित्रम् ४)
चित्र 4. मूषकस्य आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवकोशस्य कार्यात्मकरूपरेखायाः उपयोगेन PCA परिणामाः। पीसीए प्लॉट् नमूनानां वितरणं तेषां प्रथमयोः मुख्यघटकयोः मध्ये प्रदर्शयति । वर्णाः नमूनाप्रकारं सूचयन्ति : पीपीए-उद्घाटिताः मूषकाः बैंगनीवर्णाः, नियन्त्रणमूषकाः पीताः च भवन्ति । मुख्यघटकाः १, २ च क्रमशः x-अक्षे y-अक्षे च प्लॉट् भवन्ति, तेषां व्याख्यातविचरणानुपातरूपेण च व्यक्ताः भवन्ति ।
तदनन्तरं वयं भिन्न-भिन्न-नमूना-प्रकारेषु केजीजी-नॉकआउट्-प्रचुरताम् अवलोकितवन्तः । कुलम् ३६४८ अद्वितीय-नॉकआउट्-परिचयः कृतः, येषु १९६ नियन्त्रण-नमूनेषु महत्त्वपूर्णतया अधिकं प्रचुराः, १०६ पीपीए-नमूनेषु च अधिकः प्रचुरः आसीत् (चित्रम् ५) नियन्त्रणनमूनेषु कुलम् १४५ जीनानि, पीपीए नमूनासु ६१ जीनानि च ज्ञातानि, यत्र महत्त्वपूर्णतया भिन्नाः प्रचुरताः आसन् । लिपिड-अमीनोशर्करा-चयापचयेन सह सम्बद्धाः मार्गाः पीपीए-नमूनेषु महत्त्वपूर्णतया अधिकं समृद्धाः आसन् (पूरकसारणी ३) । नाइट्रोजनचयापचयेन सल्फररिलेप्रणालीभिः च सम्बद्धाः मार्गाः नियन्त्रणनमूनेषु महत्त्वपूर्णतया अधिकं समृद्धाः आसन् (पूरकसारणी ३) । एमिनोशर्करा/न्यूक्लिओटाइड चयापचय (ko:K21279) तथा इनोसिटोल फॉस्फेट चयापचय (ko:K07291) इत्यनेन सह सम्बद्धानां जीनानां प्रचुरता पीपीए नमूनासु महत्त्वपूर्णतया अधिका आसीत् (चित्रम् ५) नियन्त्रण नमूनासु बेन्जोएट् चयापचय (ko:K22270), नाइट्रोजन चयापचय (ko:K00368), तथा ग्लाइकोलाइसिस/ग्लूकोनियोजेनेसिस (ko:K00131) इत्यनेन सह सम्बद्धाः महत्त्वपूर्णतया अधिकाः जीनाः आसन् ( चित्रम् ५ )
चित्र 5. पीपीए तथा नियन्त्रणमूषकाणां आतङ्कसूक्ष्मजीवकोशे केओ-विभेदकप्रचुरता। ज्वालामुखी-प्लॉटे कार्यात्मकसमूहानां (KOs) प्रचुरतायां भेदाः चित्रिताः सन्ति । ग्रे बिन्दवः KOs सूचयन्ति येषां प्रचुरता नमूनाप्रकारयोः मध्ये महत्त्वपूर्णरूपेण भिन्ना नासीत् (p-value > 0.05) । रङ्गिणः बिन्दवः प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णं भेदं सूचयन्ति (p-value ≤ 0.05) । नमूनाप्रकारयोः प्रचुरतायां सर्वाधिकं भेदं विद्यमानाः २० केओ क्रमशः नियन्त्रण-पीपीए-नमूनानां अनुरूपाः रक्तेन हल्केन नीलेन च दर्शिताः सन्ति पीत-बैंगनी-बिन्दवः केओ-सूचकाः सन्ति ये क्रमशः नियन्त्रण-पीपीए-नमूनेषु न्यूनातिन्यूनं २.७-गुणाधिकाः प्रचुराः आसन् । कृष्णबिन्दवः महत्त्वपूर्णरूपेण भिन्नप्रचुरताभिः सह KOs सूचयन्ति, यत्र -1 तथा 1 इत्येतयोः मध्ये औसत CLR अन्तरं भवति P मूल्यानां गणना Mann-Whitney U परीक्षणस्य उपयोगेन कृता तथा च Benjamini-Hochberg प्रक्रियायाः उपयोगेन बहुविधतुलनानां कृते समायोजितम्। NaN इत्यनेन ज्ञायते यत् KO KEGG इत्यस्मिन् मार्गस्य नास्ति । बोल्ड मीन CLR भेदमूल्यानि प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णं भेदं सूचयन्ति। सूचीकृताः केओ-जनाः येषु मार्गेषु सन्ति तेषां विषये विस्तृतसूचनार्थं पूरकसारणी 3 पश्यन्तु ।
टिप्पणीकृतजीनानां मध्ये १६०१ जीनानां नमूनाप्रकारयोः मध्ये महत्त्वपूर्णरूपेण भिन्ना प्रचुरता आसीत् (p ≤ ०.०५), यत्र प्रत्येकं जीनं न्यूनातिन्यूनं २.७ गुणाधिकं प्रचुरता आसीत् एतेषु जीनेषु नियन्त्रणनमूनेषु ४ जीनाः अधिकं प्रचुराः आसन्, पीपीए नमूनासु १५९७ जीनाः अधिकं प्रचुराः आसन् । यतो हि पीपीए इत्यस्य रोगाणुनाशकगुणाः सन्ति, अतः वयं नमूनाप्रकारस्य मध्ये पीपीए चयापचयस्य उत्पादनजीनानां च प्रचुरताम् अवलोकितवन्तः । १३३२ पीपीए चयापचयसम्बद्धजीनानां मध्ये नियन्त्रणनमूनेषु २७ जीनाः महत्त्वपूर्णतया अधिकं प्रचुराः आसन् तथा च पीपीए नमूनासु १२ जीनाः अधिकाः आसन् २२३ पीपीए उत्पादनसम्बद्धजीनेषु १ जीनः पीपीए नमूनासु महत्त्वपूर्णतया अधिकं प्रचुरः आसीत् । चित्र 6A अपि पीपीए चयापचयस्य अधिकप्रचुरताम् अपि प्रदर्शयति, यत्र नियन्त्रणनमूनेषु महत्त्वपूर्णतया अधिका प्रचुरता तथा च बृहत् प्रभावाकारः भवति, यदा तु चित्र 6B पीपीए नमूनासु अवलोकितानां महत्त्वपूर्णतया अधिकप्रचुरतायुक्तानां व्यक्तिगतजीनानां प्रकाशनं करोति
चित्र 6. मूषकस्य आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवकोशस्य पीपीए-सम्बद्धानां जीनानां विभेदकप्रचुरता। ज्वालामुखी-प्लॉट्-मध्ये पीपीए-चयापचयेन (A) पीपीए-उत्पादनेन (B) च सम्बद्धानां जीनानां प्रचुरतायां भेदः दृश्यते । ग्रे बिन्दवः तान् जीनान् सूचयन्ति येषां प्रचुरता नमूनाप्रकारयोः मध्ये महत्त्वपूर्णरूपेण भिन्ना नासीत् (p-value > 0.05) । रङ्गिणः बिन्दवः प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णं भेदं सूचयन्ति (p-value ≤ 0.05) । प्रचुरतायां सर्वाधिकं भेदं विद्यमानाः २० जीनाः क्रमशः रक्तेन हल्केन नीलेन च (नियन्त्रण-पीपीए-नमूनानि) दर्शितानि सन्ति । नियन्त्रणनमूनानां अपेक्षया नियन्त्रण-पीपीए-नमूनानां पीत-बैंगनी-बिन्दु-प्रचुरता न्यूनातिन्यूनं २.७ गुणाधिका आसीत् । कृष्णबिन्दवः महत्त्वपूर्णरूपेण भिन्नप्रचुरतायुक्तानां जीनानां प्रतिनिधित्वं कुर्वन्ति, यत्र -1 तथा 1 इत्येतयोः मध्ये औसत CLR अन्तरं भवति P मूल्यानां गणना Mann-Whitney U परीक्षणस्य उपयोगेन कृता तथा च Benjamini-Hochberg प्रक्रियायाः उपयोगेन बहुविधतुलनानां कृते सम्यक् कृता जीनाः अनावश्यकजीनसूचीयां प्रतिनिधिजीनानां अनुरूपाः भवन्ति । जीननामेषु केओ जीनं सूचयति केईजीजी चिह्नं भवति । बोल्ड मीन CLR भेदाः महत्त्वपूर्णरूपेण भिन्नानि प्रचुरतानि सूचयन्ति। एकः डैश (-) सूचयति यत् केजीजी-दत्तांशकोशे जीनस्य चिह्नं नास्ति ।
पीपीए चयापचयेन/अथवा उत्पादनेन सह सम्बद्धजीनयुक्ताः वर्गाः जीनस्य कन्टिग् आईडी इत्यनेन सह कन्टिग्स् इत्यस्य वर्गीकरणीयपरिचयस्य मेलनं कृत्वा चिह्निताः जीनसस्तरस्य १३० वंशेषु पीपीए चयापचयसम्बद्धाः जीनाः, ६१ वंशेषु पीपीए-उत्पादनसम्बद्धाः जीनाः च ज्ञाताः (पूरकसारणी ४) परन्तु कस्यापि वंशस्य प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णः अन्तरः न दृश्यते स्म (p > 0.05) ।
प्रजातिस्तरस्य १४४ जीवाणुप्रजातीनां पीपीए चयापचयेन सह सम्बद्धाः जीनाः ज्ञाताः तथा च ६८ जीवाणुप्रजातयः पीपीए उत्पादनेन सह सम्बद्धाः जीनाः इति ज्ञातम् (पूरकसारणी ५) पीपीए चयापचयकानां मध्ये अष्टषु जीवाणुषु नमूनाप्रकारस्य मध्ये प्रचुरतायां महती वृद्धिः अभवत्, सर्वेषु च प्रभावे महत्त्वपूर्णपरिवर्तनं दृश्यते (पूरकसारणी ६) प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णभेदयुक्ताः सर्वे चिह्निताः पीपीए चयापचयकाः पीपीए नमूनासु अधिकं प्रचुराः आसन् । प्रजातिस्तरीयवर्गीकरणेन एतादृशानां वंशानां प्रतिनिधिः ज्ञातः येषां नमूनाप्रकारस्य मध्ये महत्त्वपूर्णः भिन्नता नासीत्, यत्र अनेकाः बैक्टीरोइड्स् तथा रुमिनोकोकस् प्रजातयः, तथैव डङ्केनिया डुबोइस्, माइक्सोबैक्टीरियम एण्टरिका, मोनोकोकस पेक्टिनोलाइटिकस्, अल्कालिजेनेस् पोलिमोर्फा च सन्ति पीपीए-उत्पादकजीवाणुषु चतुर्णां जीवाणुषु नमूनाप्रकारस्य प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णः अन्तरः दृश्यते स्म । प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णं भेदं विद्यमानाः प्रजातयः बैक्टीरोइड्स् नोवोरोस्सी, डङ्केनिया डुबोइस्, माइक्सोबैक्टीरियम एण्टेरिटिडिस्, रुमिनोकोकस् बोविस् च आसन् ।
अस्मिन् अध्ययने वयं मूषकाणां आतङ्कसूक्ष्मजीवविज्ञानस्य उपरि पीपीए-संपर्कस्य प्रभावं परीक्षितवन्तः । पीपीए जीवाणुषु भिन्नाः प्रतिक्रियाः उत्पन्नं कर्तुं शक्नोति यतोहि एतत् कतिपयैः जातिभिः उत्पाद्यते, अन्यजातीयैः आहारस्रोतरूपेण उपयुज्यते, अथवा रोगाणुनाशकप्रभावः भवति अतः आहारपूरकमाध्यमेन आतङ्कवातावरणे तस्य योजनस्य सहिष्णुता, संवेदनशीलता, पोषकद्रव्यस्रोतरूपेण तस्य उपयोगस्य क्षमता च आधारेण भिन्नाः प्रभावाः भवितुम् अर्हन्ति संवेदनशीलजीवाणुजातयः समाप्ताः भवन्ति, तेषां स्थाने ते पीपीए प्रति अधिकं प्रतिरोधकाः अथवा खाद्यस्रोतरूपेण तस्य उपयोगं कर्तुं समर्थाः भवन्ति, येन आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवस्य रचनायां परिवर्तनं भवति अस्माकं परिणामेषु सूक्ष्मजीवसंरचनायाः महत्त्वपूर्णः अन्तरः ज्ञातः परन्तु समग्रसूक्ष्मजीववैविध्ये कोऽपि प्रभावः नासीत् । प्रजातिस्तरस्य बृहत्तमाः प्रभावाः अवलोकिताः, यत्र ७० तः अधिकाः वर्गाः पीपीए तथा नियन्त्रणनमूनानां मध्ये प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णरूपेण भिन्नाः आसन् (पूरकसारणी २) पीपीए-उद्घाटित-नमूनानां रचनायाः अग्रे मूल्याङ्कनेन अप्रकाशित-नमूनानां तुलने सूक्ष्मजीव-जातीनां अधिका विषमता ज्ञाता, यत् सूचयति यत् पीपीए जीवाणु-वृद्धि-लक्षणं वर्धयितुं शक्नोति तथा च जीवाणु-जनसंख्यां सीमितं कर्तुं शक्नोति ये पीपीए-समृद्धेषु वातावरणेषु जीवितुं शक्नुवन्ति एवं पीपीए आतङ्कसूक्ष्मजीववैविध्यस्य व्यापकविघटनं न जनयितुं चयनात्मकरूपेण परिवर्तनं प्रेरयितुं शक्नोति ।
पीपीए इत्यादीनि खाद्यसंरक्षकाणि पूर्वं समग्रविविधतां प्रभावितं विना आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवघटकानाम् प्रचुरतायां परिवर्तनं कुर्वन्ति इति दर्शितम् अस्ति (Nagpal et al., 2021)। अत्र, वयं Bacteroidetes (पूर्वं Bacteroidetes इति नाम्ना प्रसिद्धाः) वंशस्य अन्तः Bacteroidetes प्रजातीनां मध्ये सर्वाधिकं आश्चर्यजनकं भेदं अवलोकितवन्तः, ये PPA-उद्गतमूषकेषु महत्त्वपूर्णतया समृद्धाः आसन् बैक्टीरोइड्स् प्रजातीनां प्रचुरता वर्धिता श्लेष्मक्षयस्य वर्धनेन सह सम्बद्धा अस्ति, यत् संक्रमणस्य जोखिमं वर्धयितुं शक्नोति तथा च सूजनं प्रवर्धयितुं शक्नोति (Cornick et al., 2015; Desai et al., 2016; Penzol et al., 2019)। एकस्मिन् अध्ययने ज्ञातं यत् बैक्टीरोइड्स् फ्रैजिलिस् इत्यनेन चिकित्सिताः नवजाताः पुरुषमूषकाः आटिज्म स्पेक्ट्रम डिसऑर्डर् (ASD) इत्यस्य स्मरणं जनयन्तः सामाजिकव्यवहारं प्रदर्शितवन्तः (Carmel et al., 2023), अन्येषु अध्ययनेषु च ज्ञातं यत् बैक्टीरोइड्स् प्रजातयः प्रतिरक्षाक्रियाकलापं परिवर्तयितुं शक्नुवन्ति तथा च स्वप्रतिरक्षा भड़काऊ हृदयस्नायुविकृतिं जनयितुं शक्नुवन्ति (Gil-Cruz et al., 2019)। पीपीए-संपर्कं प्राप्तेषु मूषकेषु रुमिनोकोकस, प्रीवोटेला, पैराबैक्टेरोइड्स् इति जातिषु अपि महत्त्वपूर्णतया वृद्धिः अभवत् (Coretti et al., 2018)। कतिपय रुमिनोकोकस प्रजातयः प्रोइन्फ्लेमेटरी साइटोकाइन् इत्यस्य उत्पादनद्वारा क्रोन् रोग इत्यादिभिः रोगैः सह सम्बद्धाः सन्ति (Henke et al., 2019), यदा तु Prevotella humani इत्यादीनां Prevotella प्रजातयः उच्चरक्तचापः, इन्सुलिनसंवेदनशीलता इत्यादिभिः चयापचयरोगैः सह सम्बद्धाः सन्ति (Pedersen et al., 2016; Li et al., 2017) अन्ते अस्माभिः ज्ञातं यत् बैक्टीरोइडेट्सस्य (पूर्वं फर्मिक्युट्स् इति नाम्ना प्रसिद्धः) बैक्टीरोइडेट् इत्यस्य अनुपातः नियन्त्रणमूषकानाम् अपेक्षया पीपीए-उद्घाटितमूषकेषु बैक्टीरोइडेट्-जातीयानां कुलप्रचुरतायाः अधिकतायाः कारणात् महत्त्वपूर्णतया न्यूनः आसीत् इदं अनुपातं पूर्वं आन्तरिकहोमियोस्टेसिसस्य महत्त्वपूर्णसूचकः इति दर्शितम् अस्ति, अस्मिन् अनुपाते विकाराः विविधरोगस्थितिभिः सह सम्बद्धाः सन्ति (Turpin et al., 2016; Takezawa et al., 2021; An et al., 2023), यत्र भड़काऊ आन्तरिकरोगाः (Stojanov et al., 2020) सन्ति सामूहिकरूपेण बैक्टीरोइडेट्स-वंशस्य प्रजातयः उच्चैः आहारपीपीए-इत्यनेन सर्वाधिकं प्रबलतया प्रभाविताः दृश्यन्ते । एतत् पीपीए प्रति अधिकसहिष्णुतायाः कारणेन अथवा ऊर्जास्रोतरूपेण पीपीए इत्यस्य उपयोगस्य क्षमतायाः कारणेन भवितुम् अर्हति, यत् न्यूनातिन्यूनम् एकस्याः प्रजातेः Hoylesella enocea इत्यस्य कृते सत्यं दर्शितम् अस्ति (Hitch et al., 2022) वैकल्पिकरूपेण, मातृपीपीए-संपर्कः मूषकस्य आतङ्कं बैक्टीरोइडेट्स-उपनिवेशीकरणस्य अधिकं प्रवणं कृत्वा भ्रूणस्य विकासं वर्धयितुं शक्नोति; तथापि अस्माकं अध्ययनस्य परिकल्पना एतादृशं मूल्याङ्कनं न अनुमन्यते स्म ।
मेटाजीनोमिक सामग्रीमूल्यांकनेन पीपीए चयापचयेन उत्पादनेन च सम्बद्धानां जीनानां प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णाः अन्तराः ज्ञाताः, यत्र पीपीए-उद्घाटितमूषकेषु पीपीए-उत्पादनार्थं उत्तरदायी जीनानां अधिका प्रचुरता प्रदर्शिता, यदा तु गैर-पीपीए-उद्घाटितमूषकेषु पीएए चयापचयस्य उत्तरदायी जीनानां अधिका प्रचुरता प्रदर्शिता (चित्रम् ६) एतेषां परिणामानां द्वारेण ज्ञायते यत् सूक्ष्मजीवसंरचनायां पीपीए-प्रभावः केवलं तस्य उपयोगस्य कारणेन न भवितुम् अर्हति, अन्यथा पीपीए-चयापचयेन सह सम्बद्धानां जीनानां प्रचुरता पीपीए-संपर्कितमूषकाणां आतङ्कसूक्ष्मजीवोमे अधिकं प्रचुरता दर्शयितव्या आसीत् एकं व्याख्यानं अस्ति यत् पीपीए जीवाणुप्रचुरतायां मुख्यतया जीवाणुनाशकप्रभावैः मध्यस्थतां करोति न तु जीवाणुभिः पोषकरूपेण उपयोगेन । पूर्वाध्ययनेन ज्ञातं यत् पीपीए मात्रानिर्भररूपेण साल्मोनेला टाइफिमुरियमस्य वृद्धिं निरुध्यते (Jacobson et al., 2018)। पीपीए इत्यस्य अधिकसान्द्रतायाः संपर्कः तस्य रोगाणुनाशकगुणप्रतिरोधी जीवाणुनां चयनं कर्तुं शक्नोति तथा च अनिवार्यतया तस्य चयापचयं कर्तुं वा उत्पादनं कर्तुं वा समर्थः न भवेत् उदाहरणार्थं, अनेकाः पैराबैक्टीरोइड्स् प्रजातयः पीपीए नमूनासु महत्त्वपूर्णतया अधिकं प्रचुरता दर्शितवन्तः, परन्तु पीपीए चयापचयेन वा उत्पादनेन वा सम्बद्धाः कोऽपि जीनः न ज्ञातः (पूरकसारणी २, ४, ५ च) अपि च, किण्वन उपोत्पादरूपेण पीपीए उत्पादनं विविधजीवाणुषु व्यापकरूपेण वितरितं भवति (Gonzalez-Garcia et al., 2017)। नियन्त्रणनमूनेषु पीपीए चयापचयसम्बद्धानां जीनानां अधिकप्रचुरतायाः कारणं उच्चतरजीवाणुवैविध्यं भवितुम् अर्हति (Averina et al., 2020)। अपि च, १३३२ जीनानां मध्ये केवलं २७ (२.१४%) जीनाः केवलं पीपीए चयापचयेन सह सम्बद्धाः जीनाः इति पूर्वानुमानं कृतम् । पीपीए चयापचयेन सह सम्बद्धाः बहवः जीनाः अन्येषु चयापचयमार्गेषु अपि सम्बद्धाः भवन्ति । एतेन अग्रे ज्ञायते यत् नियन्त्रणनमूनेषु पीपीए चयापचयस्य प्रचुरता अधिका आसीत्; एते जीनाः एतादृशेषु मार्गेषु कार्यं कर्तुं शक्नुवन्ति येषां परिणामः उपोत्पादरूपेण पीपीए-उपयोगः वा निर्माणं वा न भवति । अस्मिन् सन्दर्भे पीपीए-जननसम्बद्धः केवलमेकः जीनः नमूनाप्रकारयोः प्रचुरतायां महत्त्वपूर्णं भेदं दर्शितवान् । पीपीए चयापचयेन सह सम्बद्धानां जीनानां विपरीतम्, पीपीए उत्पादनार्थं मार्करजीनानां चयनं कृतम् यतः ते पीपीए उत्पादनार्थं जीवाणुमार्गे प्रत्यक्षतया सम्बद्धाः सन्ति पीपीए-संपर्कितमूषकेषु सर्वासु प्रजातीषु पीपीए-उत्पादनस्य प्रचुरता, क्षमता च महत्त्वपूर्णतया वर्धिता इति ज्ञातम् । एतेन पीपीए-संस्थाः पीपीए-उत्पादकान् चयनं करिष्यन्ति अतः पीपीए-उत्पादनक्षमता वर्धते इति भविष्यवाणीं समर्थयति । परन्तु जीनप्रचुरता जीनव्यञ्जना सह सहसंबद्धा न भवति इति अनिवार्यम्; अतः, यद्यपि नियन्त्रणनमूनेषु पीपीए चयापचयेन सह सम्बद्धानां जीनानां प्रचुरता अधिका भवति तथापि अभिव्यक्तिदरः भिन्नः भवितुम् अर्हति (Shi et al., 2014)। पीपीए-उत्पादकजीनानां प्रसारस्य पीपीए-उत्पादनस्य च सम्बन्धस्य पुष्ट्यर्थं पीपीए-उत्पादने सम्बद्धानां जीनानां अभिव्यक्तिः अध्ययनस्य आवश्यकता वर्तते
पीपीए तथा नियन्त्रण मेटाजीनोमस्य कार्यात्मकटिप्पणीकरणेन केचन भेदाः प्रकाशिताः । जीनसामग्रीणां पीसीए विश्लेषणेन पीपीए तथा नियन्त्रणनमूनानां मध्ये असततसमूहाः ज्ञाताः (चित्रम् ५) । नमूना-अन्तर्गत-समूहीकरणेन ज्ञातं यत् नियन्त्रण-जीन-सामग्री अधिका विविधा आसीत्, यदा तु पीपीए-नमूनानि एकत्र समूहीकृतानि आसन् । जीनसामग्रीद्वारा समूहीकरणं जातिसंरचनाद्वारा समूहीकरणस्य तुलनीयम् आसीत् । एवं मार्गप्रचुरताभेदाः तेषु विशिष्टजातीनां, वंशानां च प्रचुरतायां परिवर्तनेन सह सङ्गताः भवन्ति । पीपीए नमूनासु, महत्त्वपूर्णतया अधिकप्रचुरतायुक्तौ मार्गौ अमीनोशर्करा/न्यूक्लिओटाइडशर्कराचयापचयेन (ko:K21279) तथा बहुलिपिडचयापचयमार्गैः (ko:K00647, ko:K03801; पूरकसारणी 3) सम्बद्धौ आस्ताम्। ko:K21279 इत्यनेन सह सम्बद्धाः जीनाः Bacteroides इति जातिना सह सम्बद्धाः इति ज्ञायते, यत् PPA नमूनासु महत्त्वपूर्णतया अधिकाधिकसंख्यायुक्तानां जातिषु अन्यतमम् अस्ति इदं एन्जाइमं कैप्सूलर बहुपर्णिकां अभिव्यक्त्य प्रतिरक्षाप्रतिक्रियां परिहरितुं शक्नोति (Wang et al., 2008) । एतेन पीपीए-संपर्कितमूषकेषु अवलोकितानां बैक्टीरोइडेट्-वृद्धेः कारणं भवितुम् अर्हति । एतत् पीपीए सूक्ष्मजीवकोशे अवलोकितस्य वसाम्लसंश्लेषणस्य वर्धनस्य पूरकं भवति । जीवाणुः फैटी अम्लस्य उत्पादनार्थं FASIIko:K00647 (fabB) मार्गस्य उपयोगं करोति, यत् मेजबानस्य चयापचयमार्गं प्रभावितं कर्तुं शक्नोति (Yao and Rock, 2015; Johnson et al., 2020), तथा च लिपिड चयापचयस्य परिवर्तनं न्यूरोविकासे भूमिकां निर्वहति (Yu et al., 2020) पीपीए नमूनासु प्रचुरताम् वर्धमानः अन्यः मार्गः स्टेरॉयड् हार्मोन जैवसंश्लेषणम् (ko:K12343) आसीत् । अत्र वर्धमानाः प्रमाणाः सन्ति यत् आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवस्य हार्मोनस्तरं प्रभावितं कर्तुं हार्मोनैः प्रभावितं भवितुं च क्षमतायाः मध्ये विलोमः सम्बन्धः अस्ति, यथा उच्चैः स्टेरॉयड् स्तरस्य अधःप्रवाहस्वास्थ्यपरिणामाः भवितुम् अर्हन्ति (Tetel et al., 2018)।
अयं अध्ययनः सीमाभिः विचारैः च विना नास्ति । एकः महत्त्वपूर्णः भेदः अस्ति यत् वयं पशूनां शारीरिकमूल्यांकनं न कृतवन्तः । अतः सूक्ष्मजीवकोशस्य परिवर्तनं कस्यचित् रोगस्य सह सम्बद्धम् अस्ति वा इति प्रत्यक्षतया निष्कर्षः कर्तुं न शक्यते । अन्यत् विचारं यत् अस्मिन् अध्ययने मूषकाणां मातृणां समानं आहारं पोषितम् । भविष्ये अध्ययनेन निर्धारयितुं शक्यते यत् पीपीए-समृद्धाहारात् पीपीए-रहित-आहारं प्रति परिवर्तनेन सूक्ष्मजीवकोशस्य उपरि तस्य प्रभावः सुधरति वा इति । अस्माकं अध्ययनस्य एकः सीमा अन्येषां इव सीमितः नमूनाकारः अस्ति । यद्यपि वैधनिष्कर्षाः गृहीतुं शक्यन्ते तथापि परिणामानां विश्लेषणकाले बृहत्तरः नमूनाकारः अधिकां सांख्यिकीयशक्तिं प्रदास्यति । आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवकोशस्य परिवर्तनस्य कस्यापि रोगस्य च सम्बन्धस्य विषये निष्कर्षं ग्रहीतुं अपि वयं सावधानाः स्मः (Yap et al., 2021)। आयुः, लिंगं, आहारः च इत्यादयः भ्रान्तिकारकाः सूक्ष्मजीवानां रचनां महत्त्वपूर्णतया प्रभावितुं शक्नुवन्ति । एते कारकाः जटिलरोगैः सह आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवस्य सम्बन्धस्य विषये साहित्ये अवलोकितानां विसंगतयः व्याख्यातुं शक्नुवन्ति (Johnson et al., 2019; Lagod and Naser, 2023)। उदाहरणार्थं, एएसडी-रोगयुक्तेषु पशुषु मनुष्येषु च बैक्टीरोइडेट्स-जातेः सदस्यानां वृद्धिः न्यूनता वा दर्शिता अस्ति (Angelis et al., 2013; Kushak et al., 2017)। तथैव भड़काऊ आन्तरिकरोगयुक्तेषु रोगिषु आतङ्कसंरचनायाः अध्ययनेन एकस्मिन् एव टैक्सासु वृद्धिः न्यूनता च दृश्यते (Walters et al., 2014; Forbes et al., 2018; Upadhyay et al., 2023)। लैङ्गिकपक्षपातस्य प्रभावं सीमितुं वयं लिंगानाम् समानप्रतिनिधित्वं सुनिश्चित्य प्रयत्नम् अकरोम येन भेदाः अधिकतया आहारेन चालिताः भवन्ति । कार्यात्मकटिप्पण्याः एकं आव्हानं अनावश्यकजीनक्रमस्य निष्कासनम् अस्ति । अस्माकं जीनसमूहीकरणपद्धत्या ९५% अनुक्रमपरिचयः ८५% लम्बतासादृश्यं च आवश्यकं भवति, तथैव मिथ्यासमूहीकरणं निवारयितुं ९०% संरेखणकवरेजस्य आवश्यकता भवति । परन्तु केषुचित् सन्दर्भेषु वयं समानटिप्पणीभिः सह COGs अवलोकितवन्तः (उदा., MUT) (चित्रम् ६) । एते आर्थोलॉग्स् विशिष्टाः सन्ति, विशिष्टजातीयैः सह सम्बद्धाः सन्ति वा, अथवा एतत् जीनसमूहीकरणपद्धतेः सीमा अस्ति वा इति निर्धारयितुं अग्रे अध्ययनस्य आवश्यकता वर्तते कार्यात्मकटिप्पण्याः अन्यत् सीमा सम्भाव्यं दुर्वर्गीकरणं भवति; जीवाणुजीनः mmdA प्रोपिओनेट् संश्लेषणे सम्मिलितः ज्ञातः एन्जाइमः अस्ति, परन्तु केजीजी प्रोपिओनेट् चयापचयमार्गेण सह न सम्बद्धं करोति । तस्य विपरीतम् scpB तथा mmcD आर्थोलॉग्स् सम्बद्धाः सन्ति । निर्दिष्ट-नॉकआउट-रहित-जीनानां बहूनां संख्यायाः परिणामेण जीन-प्रचुरतायाः आकलने पीपीए-सम्बद्धानां जीनानां पहिचाने असमर्थता भवितुम् अर्हति । भविष्ये अध्ययनं मेटाट्रांसक्रिप्टोम विश्लेषणात् लाभं प्राप्स्यति, यत् आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवस्य कार्यात्मकलक्षणस्य गहनतया अवगमनं प्रदातुं शक्नोति तथा च जीनव्यञ्जनस्य सम्भाव्य अधःप्रवाहप्रभावैः सह सम्बद्धं कर्तुं शक्नोति। विशिष्टन्यूरोविकासविकाराः अथवा भड़काऊ आन्तरिकरोगाः सम्मिलिताः अध्ययनाः कृते, सूक्ष्मजीवसंरचनायां परिवर्तनं एतेषां विकारैः सह सम्बद्धं कर्तुं पशूनां शारीरिकव्यवहारमूल्यांकनस्य आवश्यकता भवति आन्तरिकसूक्ष्मजीवकोशस्य रोगाणुरहितमूषकेषु प्रत्यारोपणं कृत्वा अतिरिक्ताः अध्ययनाः अपि उपयोगिनो भविष्यन्ति यत् सूक्ष्मजीवकोशः रोगस्य चालकः अस्ति वा लक्षणं वा इति निर्धारयितुं।
सारांशेन वयं दर्शितवन्तः यत् आहारस्य पीपीए आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवस्य संरचनायां परिवर्तनं कर्तुं कारकरूपेण कार्यं करोति । पीपीए एफडीए-अनुमोदितं संरक्षकम् अस्ति यत् विभिन्नेषु खाद्यपदार्थेषु व्यापकरूपेण दृश्यते यस्य दीर्घकालं यावत् संपर्कः भवति चेत् सामान्य आतङ्कवनस्पतिषु विघटनं भवितुम् अर्हति । अस्माभिः अनेकजीवाणुप्रचुरतायां परिवर्तनं प्राप्तम्, येन सूचितं यत् पीपीए आतङ्कस्य सूक्ष्मजीवस्य रचनां प्रभावितुं शक्नोति । सूक्ष्मजीवविज्ञानस्य परिवर्तनेन कतिपयेषु चयापचयमार्गेषु परिवर्तनं भवितुम् अर्हति, येन शारीरिकपरिवर्तनं भवितुम् अर्हति ये मेजबानस्वास्थ्यस्य प्रासंगिकाः सन्ति सूक्ष्मजीवसंरचनायाः उपरि आहारस्य पीपीए-प्रभावाः विकृतविकारः अन्ये रोगाः वा जनयितुं शक्नुवन्ति वा इति निर्धारयितुं अग्रे अध्ययनस्य आवश्यकता वर्तते । अयं अध्ययनः आतङ्कसंरचनायां पीपीए प्रभावः मानवस्वास्थ्यं कथं प्रभावितं कर्तुं शक्नोति इति विषये भविष्यस्य अध्ययनस्य आधारं स्थापयति ।
अस्मिन् अध्ययने प्रस्तुताः दत्तांशसमूहाः ऑनलाइन-भण्डारेषु उपलभ्यन्ते । भण्डारस्य नाम अभिगमनसङ्ख्या च अस्ति : https://www.ncbi.nlm.nih.gov/, PRJNA1092431 ।
अस्य पशु-अध्ययनस्य अनुमोदनं मध्य-फ्लोरिडा-विश्वविद्यालयस्य संस्थागतपशु-परिचर्या-उपयोग-समित्या (UCF-IACUC) (पशु-उपयोग-अनुज्ञापत्र-सङ्ख्या: PROTO202000002) कृता आसीत् अयं अध्ययनं स्थानीयकायदानानां, विनियमानाम्, संस्थागतानाम् आवश्यकतानां च अनुपालनं करोति ।
एनजी: अवधारणा, डाटा क्यूरेशन, औपचारिक विश्लेषण, अन्वेषण, पद्धति, सॉफ्टवेयर, विजुअलाइजेशन, लेखन (मूल मसौदा), लेखन (समीक्षा एवं सम्पादन)। LA: अवधारणा, Data curation, पद्धति, संसाधन, लेखन (समीक्षा एवं सम्पादन)। SH: औपचारिक विश्लेषण, सॉफ्टवेयर, लेखन (समीक्षा एवं सम्पादन)। SA: अन्वेषण, लेखन (समीक्षा एवं सम्पादन)। मुख्य न्यायाधीशः अन्वेषण, लेखन (समीक्षा एवं सम्पादन)। एस एन : अवधारणा, परियोजना प्रशासन, संसाधन, पर्यवेक्षण, लेखन (समीक्षा एवं सम्पादन)। टीए: अवधारणा, परियोजना प्रशासन, पर्यवेक्षण, लेखन (समीक्षा एवं सम्पादन)।
लेखकाः घोषितवन्तः यत् अस्य लेखस्य शोधार्थं, लेखकत्वेन,/प्रकाशनार्थं वा आर्थिकसमर्थनं न प्राप्तम् ।
लेखकाः घोषयन्ति यत् सम्भाव्यहितविग्रहरूपेण व्याख्यातुं शक्यमाणानां वाणिज्यिकवित्तीयसम्बन्धानां अभावे संशोधनं कृतम् न प्रयोज्यम् ।
अस्मिन् लेखे व्यक्तानि सर्वाणि मतं केवलं लेखकानां एव सन्ति, तेषां संस्थानां, प्रकाशकानां, सम्पादकानां, समीक्षकाणां वा मतं प्रतिबिम्बयन्ति इति अनिवार्यं नास्ति अस्मिन् लेखे मूल्याङ्कितं यत्किमपि उत्पादं, अथवा तेषां निर्मातृभिः कृतं किमपि दावं प्रकाशकेन गारण्टीकृतं वा समर्थितं वा न भवति ।
अस्य लेखस्य पूरकसामग्री अन्तर्जालद्वारा प्राप्यते: https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/frmbi.2024.1451735/full#supplementary-material
अब्देल्ली एल एस, समसम ए, नासर एसए (2019). प्रोपिओनिक अम्लः आत्मकेन्द्रितवर्णक्रमविकारेषु PTEN/AKT मार्गस्य नियमनं कृत्वा ग्लियोसिस् तथा न्यूरोइन्फ्लेमेशनं प्रेरयति । वैज्ञानिक प्रतिवेदन 9, 8824-8824. doi: 10.1038/s41598-019-45348-z
ऐचिसन, जे (1982). रचनादत्तांशस्य सांख्यिकीयविश्लेषणम्। जे आर Stat Soc Ser B Methodol. 44, 139–160. doi: 10.1111/j.2517-6161.1982.tb01195.x
अहं जे, क्वॉन एच, किम वाई जे (2023). स्तनकर्क्कसस्य जोखिमकारकरूपेण फर्मिक्यूट्स्/बैक्टेरोइडेट्स अनुपातः। नैदानिक ​​चिकित्सा के जर्नल, 12, 2216. doi: 10.3390/jcm12062216
एण्डर्स एस, ह्यूबर डब्ल्यू (2010). अनुक्रमगणनादत्तांशस्य विभेदकव्यञ्जनविश्लेषणम्। नट् पूर्व. १–१, १–१० इति । doi: 10.1038/npre.2010.4282.1
Angelis, एमडी, Piccolo, एम, Vannini, एल, Siragusa, एस, Giacomo, एडी, Serrazanetti, डीआई, एट अल. (2013) इति । अन्यथा न निर्दिष्टं आटिज्म-व्यापकविकासविकारयुक्तेषु बालकेषु मलसूक्ष्मजीवविज्ञानं च मेटाबोलोमम्। PloS One 8, e76993. doi: 10.1371/पत्रिका.पोने.0076993
Averina ओ वी, Kovtun ए एस, Polyakova एस आई, Savilova ए एम, Rebrikov डी वी, Danilenko वी एन (2020). आत्मकेन्द्रितवर्णक्रमविकारयुक्तेषु लघुबालेषु आन्तरिकसूक्ष्मजीवस्य जीवाणुजन्य न्यूरोमेटाबोलिकलक्षणम्। चिकित्सा सूक्ष्मजीव विज्ञान के जर्नल 69, 558-571. doi: 10.1099/jmm.0.001178
बकेरो एफ, नोम्बेला के (2012). मानवस्य अङ्गत्वेन सूक्ष्मजीवः । नैदानिक ​​सूक्ष्मजीवविज्ञान एवं संक्रमण 18, 2–4. doi: 10.1111 / जे.1469-0691.2012.03916.x
बाउर टी., डुरे पी. (2023). प्रोपिओनिक अम्ल-उत्पादकजीवाणुनां शरीरविज्ञानस्य विषये नवीनाः अन्वेषणाः : एनारोटिग्नम प्रोपिओनिकम् तथा एनारोटिग्नम नियोप्रोपिओनिकम् (पूर्वं क्लोस्ट्रिडियम प्रोपिओनिकम् तथा क्लोस्ट्रिडियम नियोप्रोपिओनिकम्)। सूक्ष्मजीव 11, 685. doi: 10.3390/सूक्ष्मजीव11030685
Bazer FW, स्पेन्सर टीई, वू जी, कड टीए, Meininger एस जे (2004). मातृपोषणं भ्रूणस्य विकासः च। J Nutr. 134, 2169-2172. doi: 10.1093/jn/134.9.2169
बेन्जामिन, वाई, तथा होचबर्ग, जे (1995). मिथ्या-सकारात्मक-दरस्य नियन्त्रणम् : बहुपरीक्षणस्य व्यावहारिकः कुशलः च दृष्टिकोणः । जे आर Stat Soc Ser B Methodol. 57, 289-300. doi: 10.1111/j.2517-6161.1995.tb02031.x