Сборник содержит материалы научной мультиконференции «Биотех- нология медицине будущего»

In silico 
метод для характеризации метагеномной сигнатуры
микробиоты кишечника при аутизме
Ковтун А.С.
1,2
, Аверина О.В.
1
, Полякова С.И.
3
, Ребриков Д.В.3, Даниленко В.Н.
1
1
Институт общей генетики им. Н.И. Вавилова РАН, Москва, Россия 
2
Московский физико-технический институт (национальный исследовательский 
университет), Долгопрудный, Россия 
3
Российский национальный исследовательский медицинский университет имени 
Н.И. Пирогова, Москва, Россия
Микробиота кишечника (МК) человека может рассматриваться как самостоя-
тельный орган, оказывающий влияние на организм с помощью оси кишечник-мозг 
благодаря возможности синтезировать различные активные метаболиты. Изменения
в бактериальном составе МК коррелируют с различными нейродегенеративными забо- 
леваниями, такими как расстройства аутистического спектра (РАС). МК может быть 
охарактеризована совокупностью бактериальных родов и ферментов, участвующих
в синтезе важных метаболитов – метагеномными сигнатурами (МС). Изменения в таксо-
номическом разнообразии МК, наблюдаемые при нейродегенеративных заболеваниях, 
будут влиять на МС. Таким образом, изменения в МС могут служить индикатором 
развивающейся патологии. В данном исследовании, основываясь на разработанном 
ранее алгоритме [1] выявления сигнатуры нейромодулирующих компонентов когорты 
здоровых людей, мы выявили изменения в МС, специфичные для пациентов с РАС.
На основании опубликованных данных нами был составлен список из 35 ключевых 
бактериальных ферментов, участвующих в синтезе метаболитов, коррелирующих
с развитием аутизма. Также нами был создан каталог ортологов данных ферментов, 
состоящий из 437 аминокислотных последовательностей. Далее мы разработали биоин-
форматический метод для определения МС, характеризующихся данными ферментами 
и их ортологами. Данный подход был использован для анализа метагенома МК 30 детей 
с РАС и 20 детей из контрольной группы.
По результатам сравнительного анализа МС были выявлены различия в коровых 
сигнатурах для ферментов, участвующих в формировании короткоцепочечных жир- 
ных кислот, синтезе спермидина, мелатонина ГАМК, триптофана, глутатиона у таких
ключевых родов бактерий, как 
Clostridium, Megasphaera
и 
prevotella
.
1. Kovtun A.S., Averina O.V., Zakharevich N.V., Kasianov A.S., Danilenko V.N. In silico 
Identification of Metagenomic Signature Describing Neurometabolic potential of Normal 
Human Gut Microbiota // Russian Journal of Genetics. – 2018 – V.54 -№ 9 – p. 1101-1110
Исследование поддержано грантом РНФ № 17-15-01488.

---

Всероссийская мультиконференция с международным участием «Биотехнология – медицине будущего»
29 июня - 2 июля 2019 г., г. Новосибирск, Россия
175