Metaproteomics to investigate intestinal microbiota-host and -diet interactions
宏蛋白质组学研究肠道微生物群-宿主和饮食相互作用
基本信息
- 批准号:10028792
- 负责人:
- 金额:$ 35.69万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2020
- 资助国家:美国
- 起止时间:2020-08-01 至 2025-05-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:BiochemicalBiological AssayCommunitiesComplementConsumptionCustomDevelopmentDietDietary ProteinsDiseaseEnvironmentFoundationsGene ExpressionGoalsHealthHumanHuman MicrobiomeIn VitroIntestinesKnowledgeLaboratory StudyMass Spectrum AnalysisMeasurementMetagenomicsMethodsMissionNational Institute of General Medical SciencesPhysiologyPreventionProteinsPublic HealthReproducibilityResearchResolutionSiteSourceTherapeutic InterventionUnited States National Institutes of Healthbasecellular imagingdesigndisease diagnosisgut microbiotahost microbiotahost-associated microbial communitieshuman microbiotainsightmembermetabolic abnormality assessmentmetabolomicsmetaproteomicsmicrobialmicrobial communitymicrobiotanovel strategiesresponsetherapeutic developmenttool
项目摘要
Project Summary/Abstract
In the Kleiner laboratory we study metabolism, physiology and interactions in microbial symbioses and host-
associated microbiota. For this we combine a diversity of cultivation independent approaches – such as
metagenomics, metabolomics, metaproteomics and single cell imaging – with cultivation-based approaches
including heterologous gene expression, biochemical assays and other in vitro measurements. Our research
has a strong focus on the development of high-resolution mass spectrometry driven metaproteomics for the
large-scale identification and quantification of proteins in host-associated microbiota.
During the next five years, I plan to continue using these approaches to study intestinal microbiota responses
to, and mechanisms of interaction with, external substrates (diet) and host-derived substrates (host compound
foraging). I hypothesize that different dietary protein sources and host-derived compounds will have vastly
different impacts on the microbiota and thus need to be considered when studying the interconnection of diet,
the microbiota, and host health. I propose to use metaproteomics, complemented with metagenomics and
metabolomics, to (1) identify and quantify the substrates that are used and converted by microbiota members
and (2) determine how these substrates impact community composition and functional interactions with other
microbiota members and the host. This research will provide urgently needed insight into the functional
impacts of substrates consumed by gut microbiota by optimizing and deploying novel approaches for the
reproducible, large-scale characterization of host, diet and microbial proteins in the intestinal tract.
My long-term goals are to develop metaproteomic approaches that allow us to quantitatively and reproducibly
determine functional interactions in microbial communities, and to define critical interactions between the
microbiota and dietary proteins that will inform the development of therapeutic interventions. These
approaches will also be powerful tools for studying any disease associated with the human microbiome in and
on different body sites and microbial communities that humans interact with in their environment and that
potentially impact health.
项目摘要/摘要
在Kleiner实验室中,我们研究了微生物符号和宿主的代谢,生理和相互作用 -
相关的微生物群。为此,我们结合了各种独立的耕种方法,例如
宏基因组学,代谢组学,元蛋白质组学和单细胞成像 - 具有基于培养的方法
包括异源基因表达,生化测定和其他体外测量。我们的研究
强烈关注高分辨率质谱法驱动元蛋白质组学的发展
宿主相关微生物群中蛋白质的大规模鉴定和定量。
在接下来的五年中,我计划继续使用这些方法研究肠道菌群反应
与外部基材(饮食)和宿主衍生的底物(宿主化合物
觅食)。我假设不同的饮食蛋白质来源和宿主衍生的化合物将大大具有
对微生物群的不同影响,因此在研究饮食互连时需要考虑
微生物群和宿主健康。我建议使用元蛋白质组学,以元基因组学和
代谢组学,要(1)识别和量化由菌群成员使用和转换的底物
(2)确定这些底物如何影响社区组成和与其他的功能相互作用
Microbiota成员和主持人。这项研究将急需了解功能的洞察力
肠道菌群消耗的底物的影响通过优化和部署新颖的方法
肠道中宿主,饮食和微生物蛋白的可重现的大规模表征。
我的长期目标是开发元蛋白质组学方法,使我们能够定量和可重复地
确定微生物群落中的功能相互作用,并定义
微生物群和饮食蛋白将为理论干预的发展提供信息。这些
方法还将是研究与人类微生物组相关的任何疾病的强大工具
在人类在环境中与人类互动的不同身体部位和微生物群落上
潜在地影响健康。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
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