Введение
Глава 1. Метагеномика человека: истоки, развитие, перспективы
1.1 Начало метагеномных исследований 10
1.2 Микробиота кишечника человека: состав, функции и значение 13
1.3 Разнообразие здоровой микробиоты кишечника 17
1.4 Микробиота кишечника человека при различных патологиях
1.4.1 Воспалительные заболевания и рак кишечника 21
1.4.2 Патогенные микроорганизмы и инновационные методы лечения 22
1.4.3 Метаболические патологии и роль микробиоты 23
1.4.4 Последствия приема антибиотиков для микробиоты кишечника 25
1.4.5 Генные маркеры патологических состояний
1.5 Методика проведения метагеномных исследований 27
1.6 Актуальность метагеномных исследований в Российской Федерации 32
Глава 2. Материалы и методы исследования 33
2.1 Забор образцов кала 33
2.2 Выделение ДНК из кала 33
2.3 Методы секвенирования 34
2.4 Дополнительные метагеномные данные 35
2.5 Предобработка ридов 35
2.6 Определение таксономического состава 36
2.7 Реализация алгоритма поточной обработки данных 37
2.8 Статистический анализ и визуализация 38
2.9 Моделирование производства и тока короткоцепочечных жирных кислот 40
Глава 3. Результаты исследование метагеномных образцов: разработка методологии и анализ 44
3.1 Реализация алгоритма поточной обработки метагеномных данных 44
3.2 Исследование российских метагеномных образцов от здоровых доноров 47
3.3 Исследование метагеномных образцов при патологиях
3.3.1 Метагеном пациентов, больных онкологическими заболеваниями 65
3.3.2 Метагеном кишечника людей, страдающих от алкогольной зависимости 68
3.3.3 Метагеном кишечника работников произвдства с повышенным радиационным фоном 73
3.4 Создание кинетической модели производства и метаболизма короткоцепочечных жирных
кислот по данным секвенирования генов 16S рРНК 77
Глава 4. Обсуждение результатов 80
4.1 Создание программного комплекса по обработке метагеномных данных 80
4.1.1 Фильтрация ридов 80
4.1.2 Картирование на референсный каталог геномов 81
4.1.3 Подсчет покрытия референсных последовательностей 82
4.1.4 Статистический анализ 83
4.1.5 Реализация программного комплекса
4.2 Анализ образцов из Российского метагеномного проекта 86
4.3 Видовое разнообразие метагеномов при различных диагнозах 90
4.4 Моделирование производства короткоцепочечных жирных кислот 93
4.5 Заключение 94
Выводы 96
Список литературы
