Population genomic analysis of gut microbial colonization in premature infants.

早产儿肠道微生物定植的群体基因组分析。

基本信息

  • 批准号:
    9176569
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 75.69万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-07-15 至 2021-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Many studies of the human microbiome underemphasize the complexity of strain-level genetic diversity, partly due to computational challenges. This is an important problem because subtle genomic alterations can sharply impact microbial behavior, e.g. antibiotic resistance. Strain-level investigations are needed to understand how genomes change over time, and also to accurately characterize how microbial communities assemble, respond to perturbations, and vary among individuals. Our work focuses on the infant gut microbiome to address these fundamental biologic questions and to identify connections between infant health and early patterns of colonization. The objective of this project is to use strain-resolved metagenomic analyses to monitor microbial colonization in the infant gut during the first three years of life. We will test the hypothesis that early configurations of the infant microbiome can negatively impact maturation of the gut microbiome later in childhood. If this hypothesis is true, then manipulation of the microbiome in at-risk individuals, particularly premature infants, may provide opportunities to improve health outcomes. Our proposed work will characterize the population structure of microbial communities that develop during colonization of the infant gut and examine the roles of strain persistence, strain immigration, in situ genome diversification, and mobile genetic elements. To understand major temporal changes in strain or species abundance, we will utilize a novel method to infer microbial growth rates as well as community wide gene expression. We will conduct strain- level analyses of fecal samples from 100 newborn infants and their mothers during the first three years of life. We will include 40 preterm infants with no major medical problems, half born via caesarean section; 40 preterm infants that develop either necrotizing enterocolitis (NEC) or late-onset sepsis (LOS), half born via caesarean section; and 20 full term infants, half born via caesarean section. Deep sequencing of microbial DNA will enable genome reconstruction from coexisting bacterial, archaeal (if present), phage, and plasmid populations. This will allow us to track species membership, community structure, metabolic potential, and population-level genetic heterogeneity. We will use these data to test the hypothesis that some early-establishing strains persist beyond the initial colonization period (Aim 1); to test the hypothesis that stable gut microbial communities possess higher strain-level diversity than unstable gut microbial communities (Aim 2); and to test the hypothesis that clinical variables in the newborn period impact patterns of strain acquisition in the first three years of life (Aim 3). Improved understanding of community assembly and diversification in the infant gut could translate to improved outcomes by uncovering strategies for disease prevention and treatment. This research will also reveal universal principles of microbial community dynamics that will have implications for other aspects of human health and science.
许多人类微生物组的研究都低估了菌株水平遗传多样性的复杂性,部分原因是 由于计算挑战。这是一个重要的问题,因为细微的基因组改变可能会急剧改变 影响微生物行为,例如抗生素耐药性。需要进行应变水平的研究来了解如何 基因组随着时间的推移而变化,并且还可以准确地描述微生物群落如何组装、反应 扰动,并且因人而异。我们的工作重点是婴儿肠道微生物组,以解决这些问题 基本的生物学问题,并确定婴儿健康与早期模式之间的联系 殖民化。该项目的目标是利用菌株解析宏基因组分析来监测微生物 在生命的前三年在婴儿肠道中定植。我们将检验早期的假设 婴儿微生物组的配置会对以后肠道微生物组的成熟产生负面影响 童年。如果这个假设成立,那么对高危个体的微生物组进行操纵,特别是 早产儿,可能提供改善健康结果的机会。我们提出的工作将特点 在婴儿肠道定植期间形成的微生物群落的种群结构以及 检查菌株持久性、菌株迁移、原位基因组多样化和移动遗传的作用 元素。为了了解菌株或物种丰度的主要时间变化,我们将利用一种新颖的方法 推断微生物生长速率以及群落范围基因表达的方法。我们将进行应变- 对 100 名新生儿及其母亲在出生后头三年的粪便样本进行水平分析。 我们将纳入 40 名没有重大健康问题的早产儿,其中一半是剖腹产出生的; 40 早产 患有坏死性小肠结肠炎 (NEC) 或迟发性败血症 (LOS) 的婴儿,半数是剖腹产出生的 部分;以及 20 名足月婴儿,其中一半是剖腹产出生的。微生物 DNA 深度测序将 能够从共存的细菌、古菌(如果存在)、噬菌体和质粒群体中重建基因组。 这将使我们能够跟踪物种成员、群落结构、代谢潜力和种群水平 遗传异质性。我们将使用这些数据来检验一些早期建立的菌株的假设 持续超过初始定植期(目标 1);检验稳定肠道微生物的假设 群落比不稳定的肠道微生物群落具有更高的菌株水平多样性(目标 2);并测试 新生儿期临床变量影响前三个时期应变获得模式的假设 寿命(目标 3)。提高对婴儿肠道群落组装和多样化的理解可以 通过揭示疾病预防和治疗策略来转化为改善结果。这项研究 还将揭示微生物群落动态的普遍原理,这将对其他领域产生影响 人类健康和科学的各个方面。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Jillian Banfield其他文献

Jillian Banfield的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Jillian Banfield', 18)}}的其他基金

Expanding CRISPR-Cas editing technology through exploration of novel Cas proteins and DNA repair systems
通过探索新型 Cas 蛋白和 DNA 修复系统扩​​展 CRISPR-Cas 编辑技术
  • 批准号:
    10459340
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
Expanding CRISPR-Cas editing technology through exploration of novel Cas proteins and DNA repair systems
通过探索新型 Cas 蛋白和 DNA 修复系统扩​​展 CRISPR-Cas 编辑技术
  • 批准号:
    9768324
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
Expanding CRISPR-Cas editing technology through exploration of novel Cas proteins and DNA repair systems
通过探索新型 Cas 蛋白和 DNA 修复系统扩​​展 CRISPR-Cas 编辑技术
  • 批准号:
    10215491
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
Proteogenomic analysis of inflammation and dysbiosis in the infant gut
婴儿肠道炎症和生态失调的蛋白质组学分析
  • 批准号:
    8605019
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
Proteogenomic analysis of inflammation and dysbiosis in the infant gut
婴儿肠道炎症和生态失调的蛋白质组学分析
  • 批准号:
    8975782
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
Proteogenomic analysis of inflammation and dysbiosis in the infant gut
婴儿肠道炎症和生态失调的蛋白质组学分析
  • 批准号:
    8802879
  • 财政年份:
    2014
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
Population genomic analysis of gut microbial colonization in premature infants
早产儿肠道微生物定植的群体基因组分析
  • 批准号:
    8026347
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
Population Genomic Analysis of Gut Microbial Colonization in Premature Infants
早产儿肠道微生物定植的群体基因组分析
  • 批准号:
    10298678
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
Population genomic analysis of gut microbial colonization in premature infants.
早产儿肠道微生物定植的群体基因组分析。
  • 批准号:
    9310344
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
Population genomic analysis of gut microbial colonization in premature infants
早产儿肠道微生物定植的群体基因组分析
  • 批准号:
    8495896
  • 财政年份:
    2011
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:

相似国自然基金

多氯联苯与机体交互作用对生物学年龄的影响及在衰老中的作用机制
  • 批准号:
    82373667
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于年龄和空间的非随机混合对性传播感染影响的建模与研究
  • 批准号:
    12301629
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
母传抗体水平和疫苗初种年龄对儿童麻疹特异性抗体动态变化的影响
  • 批准号:
    82304205
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    20 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
运动状态下代谢率的年龄变化特征及对人体热舒适的影响研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    54 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于堆叠式集成学习探索人居环境对生物学年龄的影响
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    30 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Executive functions in urban Hispanic/Latino youth: exposure to mixture of arsenic and pesticides during childhood
城市西班牙裔/拉丁裔青年的执行功能:童年时期接触砷和农药的混合物
  • 批准号:
    10751106
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
The Proactive and Reactive Neuromechanics of Instability in Aging and Dementia with Lewy Bodies
衰老和路易体痴呆中不稳定的主动和反应神经力学
  • 批准号:
    10749539
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
Identifying and testing a tailored strategy to achieve equity in blood pressure control in PACT
确定并测试量身定制的策略,以在 PACT 中实现血压控制的公平性
  • 批准号:
    10538513
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
RP1 Screen 2 Prevent
RP1 屏蔽 2 预防
  • 批准号:
    10595901
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
Stopping Hydroxychloroquine In Elderly Lupus Disease (SHIELD)
停止使用羟氯喹治疗老年狼疮病 (SHIELD)
  • 批准号:
    10594743
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 75.69万
  • 项目类别:
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了