用于鉴定并调节微生物组生化途径以改变表型的方法和组合物技术

部分地提供了这样的方法、组合物和系统，其用于通过以下手段检测一种或更多种产生驱避剂的酶促途径：表征天然抵抗吸血节肢动物叮咬以及高度易感于吸血节肢动物叮咬之个体群体的皮肤微生物组和代谢组，确定与昆虫驱避最相关的微生物分类群(及其相关代谢途径)，以及用分子底物靶向/激活这些途径，所述分子底物在被代谢时原位产生驱避剂分子并且可以促进向更具天然驱避性的微生物组组成转变。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于鉴定并调节微生物组生化途径以改变表型的方法和组合物
本文至少部分地提供了用于鉴定与表型相关的微生物组途径的方法。还提供了用于鉴定和产生皮肤微生物来源的昆虫驱避剂的方法和组合物。在一些实施方案中，所述组合物包含底物，所述底物在被代谢时将产生驱避剂分子。
技术介绍
N，N-二乙基-3-甲基苯甲酰胺(DEET)自其在1944年合成以来就是最常见的驱蚊剂。虽然除DEET之外，另一些合成物质例如派卡瑞丁(Picaridin)和IR3535也已经开始使用，但消费者对发现来源于天然来源例如植物的驱避剂一直有很大兴趣。这些包括精油，例如香茅油(citronella)、迷迭香油、肉桂油、薄荷油、丁香油、catnap油和柠檬桉树油。所有这些物质(完全是合成的和植物来源的)的共同之处是，它们不是从它们要保护的对象的皮肤获得的。也就是说，它们都是外源获得的，并且经常以非常高的浓度施用以提供足够的昆虫驱避强度和持续时间。这些高浓度会引起使用者不期望的质地、气味和(在某些情况下)皮肤刺激。此外，所需的这些物质的高浓度经常阻止它们掺入提供其他有益特性的产品例如防晒剂中。此外，节肢动物可以对单一物质驱避剂制剂产生抵抗力。长期以来，已认识到群体中的某些个体比其他者更不容易被蚊虫叮咬。还已经认识到，在参与吸引雌蚊到宿主的多种刺激：视觉、热、湿气和化学品中，化学品提示可能是最重要的。Chauhan和Bernier(2015)报告估计作为代谢副产物从人体释放的有300至400种化合物，其中至少100种化合物在呼出物中检测。这些各种各种的化学散发物允许根据对象的化学散发物针对人对象对蚊子的吸引力对其进行排名。皮肤微生物在产生体味和产生挥发性物质中起关键作用。Verhulstetal.采用454焦磷酸测序通过16SrRNA测序来鉴定与皮肤散发物对蚊子-冈比亚按蚊(Anophelesgambiae)具有差或高吸引力的人对象最密切相关的细菌属。这项分析提供了不完整的遗传网络图片，其涉及创建吸引力差的代谢组。这项研究不仅局限于细菌的分析(例如，未进行真菌分析)，而且不清楚如何将可能充当细菌来源驱避剂的分子归类，也不清楚如何调节皮肤微生物组以产生更天然驱避皮肤表型。伴生动物被认为是许多媒介传播疾病的贮主，这意味着它们是直接人畜共患的(可在动物与人之间传播)或者具有(例如通过遗传突变)可传播的潜能。由于这种潜能，伴生动物在媒介传播疾病的公共卫生方面的影响越来越大。
技术实现思路
本文至少部分提供了由宏基因组测序和代谢组谱分析来鉴定表型生成生化途径的方法和系统。本文公开了化合物，所述化合物当被代谢时可通过驱动能够作用于其的那些表型生成微生物物种的优先生长或转录活性来改变微生物组或宏转录组组成。本文提供的一些实施方案涉及用于鉴定与皮肤样品的表型相关的一个或更多个生化途径的方法，其包括：确定缺乏表型的至少一个对象的皮肤样品的第一代谢组化合物矩阵，确定具有表型的至少一个对象的皮肤样品的第二代谢组化合物矩阵，比较第一代谢组化合物矩阵和第二代谢组化合物矩阵，以及使第一代谢组化合物矩阵与第二代谢组化合物矩阵之间的差异与至少一个生化途径相关联；其中至少一个生化途径与表型有关。在一些实施方案中，表型包括昆虫驱避。在一些实施方案中，表型包括昆虫吸引。在一些实施方案中，表型包括皮肤代谢物。在一些实施方案中，皮肤样品包括皮肤、毛发或毛皮。在一些实施方案中，该方法还包括鉴定作为至少一个生化途径的至少一种化合物的物质。在一些实施方案中，第一代谢组化合物矩阵或第二代谢组化合物矩阵的确定包括分析方法，包括：基因组学方法评估、转录组学或代谢组学评估、微生物组组成确定、核磁共振(NMR)和质谱(MS)、傅里叶变换红外(Fourier-transforminfrared，FTIR)、红外(IR)热成像术、催化发光(cataluminescence，CTL)、激光诱导荧光成像(laser-inducedfluorescenceimaging，LIFI)和共振增强多光子电离(resonance-enhancedmultiphotonionization，REMPI)。在一些实施方案中，第一代谢组化合物矩阵或第二代谢组化合物矩阵的确定是从一个或多个对象获得的。本文提供的一些实施方案涉及用于鉴定与皮肤样品的表型相关的一个或更多个生化途径的方法，其包括：确定缺乏表型的至少一个对象的皮肤样品的第一宏基因组矩阵，确定具有表型的至少一个对象的皮肤样品的第二宏基因组，比较第一宏基因组矩阵和第二宏基因组矩阵，以及使第一宏基因组矩阵与第二宏基因组矩阵之间的差异与对象的至少一个生化途径相关联，其中至少一个生化途径与表型相关。在一些实施方案中，表型包括昆虫驱避或昆虫吸引。在一些实施方案中，表型包括皮肤代谢物。在一些实施方案中，皮肤样品包括皮肤、毛发或毛皮。在一些实施方案中，该方法还包括鉴定作为至少一个生化途径的化合物的至少一种物质。在一些实施方案中，第一宏基因组矩阵或第二宏基因组矩阵的确定从一个或多个对象获得。在一些实施方案中，宏基因组矩阵包括宏转录组。在一些实施方案中，该方法还包括鉴定调节至少一个生化途径的至少一种组分的基因表达的至少一种物质。本文提供的一些实施方案涉及通过使对象与通过上述方法鉴定的化合物接触来调节对象的表型的方法。在一些实施方案中，对象缺乏表型。在一些实施方案中，对象具有表型。在一些实施方案中，表型包括昆虫驱避或昆虫吸引。本文提供的一些实施方案涉及用于鉴定与肠样品的表型相关的一个或更多个生化途径的方法，其包括：确定缺乏表型的至少一个对象的肠样品的第一代谢组化合物矩阵，确定具有表型的至少一个对象的肠样品的第二代谢组化合物矩阵，比较第一代谢组化合物矩阵和第二代谢组化合物矩阵，以及使第一代谢组化合物矩阵与第二代谢组化合物矩阵之间的差异与至少一个生化途径相关联，其中所述至少一个生化途径与所述表型相关。在一些实施方案中，表型包括昆虫驱避。在一些实施方案中，表型包括昆虫吸引。在一些实施方案中，表型包括肠代谢物。在一些实施方案中，肠样品包括食道、胃、小肠、大肠或粪便物质。在一些实施方案中，肠样品包括粪便物质。在一些实施方案中，该方法还包括鉴定作为所述至少一个生化途径的化合物的至少一种物质。在一些实施方案中，第一代谢组化合物矩阵或第二代谢组化合物矩阵的确定包括使肠样品经受选自以下的分析方法：基因组学方法评估、转录组学或代谢组学评估、微生物组组成确定、核磁共振(NMR)和质谱(MS)、傅里叶变换红外(FTIR)、红外(IR)热成像术、催化发光(CTL)、激光诱导荧光成像(LIFI)和共振增强多光子电离(REMPI)。在一些实施方案中，第一代谢组化合物矩阵或第二代谢组化合物矩阵的确定是从一个或多个对象获得的。本文提供的一些实施方案涉及用于鉴定与肠样品的表型相关的一个或更多个生化途径的方法，其包括：确定缺乏表型的至少一个对象的肠样品的第一宏基因组矩阵，确定具有表型的至少一个对象的肠样品的第二宏基因组，比较第一宏基因组矩阵和第二宏基因组矩阵；以及使第一宏基因组矩阵与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于鉴定与皮肤样品的表型相关的一个或更多个生化途径的方法，其包括：/n确定缺乏表型的至少一个对象的皮肤样品的第一宏基因组矩阵；/n确定具有表型的至少一个对象的皮肤样品的第二宏基因组；/n比较所述第一宏基因组矩阵和第二宏基因组矩阵；以及/n使所述第一宏基因组矩阵与第二宏基因组矩阵之间的差异与所述对象的至少一个生化途径相关联，其中所述至少一个生化途径与所述表型相关。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171204 US 62/594,5311.用于鉴定与皮肤样品的表型相关的一个或更多个生化途径的方法，其包括：
确定缺乏表型的至少一个对象的皮肤样品的第一宏基因组矩阵；
确定具有表型的至少一个对象的皮肤样品的第二宏基因组；
比较所述第一宏基因组矩阵和第二宏基因组矩阵；以及
使所述第一宏基因组矩阵与第二宏基因组矩阵之间的差异与所述对象的至少一个生化途径相关联，其中所述至少一个生化途径与所述表型相关。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述表型包括昆虫驱避。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述表型包括昆虫吸引。


4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述表型包括皮肤代谢物。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述皮肤样品选自：皮肤、毛发和毛皮。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其还包括鉴定作为所述至少一个生化途径之化合物的至少一种物质。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中所述至少一个生化途径选自：二甲苯降解；芥子油苷生物合成；氨酰基-tRNA生物合成；青霉素和头孢菌素生物合成；缬氨酸降解；亮氨酸降解；异亮氨酸降解；色氨酸代谢；类固醇生物合成；淀粉和蔗糖代谢；嘧啶代谢；嘌呤代谢；丙酸代谢；丁酸代谢；柠檬酸循环；酪氨酸代谢；苯丙氨酸代谢；己内酰胺降解或代谢；甲苯降解；乙醛酸代谢；二羧酸代谢；丙氨酸代谢；天冬氨酸代谢；谷氨酸代谢；丙酸代谢；卟啉代谢；叶绿素代谢；多环芳烃降解；苯甲酸降解；膦酸代谢；亚膦酸代谢；肽聚糖生物合成；青霉素和头孢菌素生物合成；泛酸和CoA生物合成；氮代谢；氰基氨基酸代谢；烟酸和烟酰胺代谢；萘降解；甲烷代谢；甘氨酸代谢；丝氨酸代谢；苏氨酸代谢；赖氨酸降解；脂多糖生物合成；磷酸肌醇代谢；吲哚生物碱生物合成；组氨酸代谢；甘油脂代谢；甘油磷脂代谢；磷脂酰肌醇信号传导系统；氟苯甲酸降解；脂肪酸生物合成；二英降解；氯环己烷和氯苯降解；丁酸代谢；脂肪酸代谢；花生四烯酸代谢；氨基糖代谢；核苷酸糖代谢；维生素B6代谢；牻牛儿醇降解；香茅油降解；柠檬烯降解；以及蒎烯降解。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法，其中所述第一宏基因组矩阵或第二宏基因组矩阵的确定从一个或多个对象获得。


9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中所述宏基因组矩阵包括宏转录组。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其还包括鉴定至少一种调节所述至少一个生化途径的至少一种组分的基因表达的物质。


11.用于鉴定与皮肤样品的表型相关的一个或更多个生化途径的方法，其包括：
确定缺乏表型的至少一个对象的皮肤样品的第一代谢组化合物矩阵；
确定具有表型的至少一个对象的皮肤样品的第二代谢组化合物矩阵；
比较所述第一代谢组化合物矩阵和第二代谢组化合物矩阵；以及
使所述第一代谢组化合物矩阵与所述第二代谢组化合物矩阵之间的差异与至少一个生化途径相关联；其中所述至少一个生化途径与所述表型相关。


12.根据权利要求11所述的方法，其中所述表型包括昆虫驱避。


13.根据权利要求11所述的方法，其中所述表型包括昆虫吸引。


14.根据权利要求11至13中任一项所述的方法，其中所述表型包括皮肤代谢物。


15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中所述皮肤样品选自皮肤、毛发和毛皮。


16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其还包括鉴定作为所述至少一个生化途径的化合物的至少一种物质。


17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其中所述至少一个生化途径选自：二甲苯降解；芥子油苷生物合成；氨酰基-tRNA生物合成；青霉素和头孢菌素生物合成；缬氨酸降解；亮氨酸降解；异亮氨酸降解；色氨酸代谢；类固醇生物合成；淀粉和蔗糖代谢；嘧啶代谢；嘌呤代谢；丙酸代谢；丁酸代谢；柠檬酸循环；酪氨酸代谢；苯丙氨酸代谢；己内酰胺降解或代谢；甲苯降解；乙醛酸代谢；二羧酸代谢；丙氨酸代谢；天冬氨酸代谢；谷氨酸代谢；丙酸代谢；卟啉代谢；叶绿素代谢；多环芳烃降解；苯甲酸降解；膦酸代谢；亚膦酸代谢；肽聚糖生物合成；青霉素和头孢菌素生物合成；泛酸和CoA生物合成；氮代谢；氰基氨基酸代谢；烟酸和烟酰胺代谢；萘降解；甲烷代谢；甘氨酸代谢；丝氨酸代谢；苏氨酸代谢；赖氨酸降解；脂多糖生物合成；磷酸肌醇代谢；吲哚生物碱生物合成；组氨酸代谢；甘油脂代谢；甘油磷脂代谢；磷脂酰肌醇信号传导系统；氟苯甲酸降解；脂肪酸生物合成；二英降解；氯环己烷和氯苯降解；丁酸代谢；脂肪酸代谢；花生四烯酸代谢；氨基糖代谢；核苷酸糖代谢；维生素B6代谢；牻牛儿醇降解；香茅油降解；柠檬烯降解；和蒎烯降解。


18.根据权利要求11至17中任一项所述的方法，其中所述第一代谢组化合物矩阵或第二代谢组化合物矩阵的确定包括对所述皮肤样品进行选自以下的分析方法：基因组学方法评估、转录组学或代谢组学评估、微生物组组成确定、核磁共振(NMR)和质谱(MS)、傅里叶变换红外(FTIR)、红外(IR)热成像术、催化发光(CTL)、激光诱导荧光成像(LIFI)以及共振增强多光子电离(REMPI)。


19.根据权利要求11至17中任一项所述的方法，其中所述第一代谢组化合物矩阵或第二代谢组化合物矩阵的确定是从一个或多个对象获得的。


20.用于鉴定与目的表型相关的一种或更多种代谢物的方法，其包括：
确定缺乏表型的至少一个对象的皮肤样品的第一代谢物谱；
确定具有表型的至少一个对象的皮肤样品的第二代谢物谱；
比较所述第一代谢物谱和所述第二代谢物谱；以及
鉴定与所述表型相关的至少一种代谢物。


21.根据权利要求20所述的方法，其中所述表型是昆虫驱避。


22.根据权利要求20所述的方法，其中所述表型是昆虫吸引。


23.根据权利要求20所述的方法，其中所述皮肤样品选自：皮肤、毛发和毛皮。


24.根据权利要求20所述的方法，其还包括使所述第一代谢物谱与所述第二代谢物谱的差异与所述对象的至少一个生化途径相关联。


25.根据权利要求20所述的方法，其中所述至少一个生化途径选自：二甲苯降解；芥子油苷生物合成；氨酰基-tRNA生物合成；青霉素和头孢菌素生物合成；缬氨酸降解；亮氨酸降解；异亮氨酸降解；色氨酸代谢；类固醇生物合成；淀粉和蔗糖代谢；嘧啶代谢；嘌呤代谢；丙酸代谢；丁酸代谢；柠檬酸循环；酪氨酸代谢；苯丙氨酸代谢；己内酰胺降解或代谢；甲苯降解；乙醛酸代谢；二羧酸代谢；丙氨酸代谢；天冬氨酸代谢；谷氨酸代谢；丙酸代谢；卟啉代谢；叶绿素代谢；多环芳烃降解；苯甲酸降解；膦酸代谢；亚膦酸代谢；肽聚糖生物合成；青霉素和头孢菌素生物合成；泛酸和CoA生物合成；氮代谢；氰基氨基酸代谢；烟酸和烟酰胺代谢；萘降解；甲烷代谢；甘氨酸代谢；丝氨酸代谢；苏氨酸代谢；赖氨酸降解；脂多糖生物合成；磷酸肌醇代谢；吲哚生物碱生物合成；组氨酸代谢；甘油脂代谢；甘油磷脂代谢；磷脂酰肌醇信号传导系统；氟苯甲酸降解；脂肪酸生物合成；二英降解；氯环己烷和氯苯降解；丁酸代谢；脂肪酸代谢；花生四烯酸代谢；氨基糖代谢；核苷酸糖代谢；维生素B6代谢；牻牛儿醇降解；香茅油降解；柠檬烯降解；和蒎烯降解。


26.根据权利要求20所述的方法，其还包括鉴定至少一种作为所述至少一个生化途径的底物的物质。


27.通过使对象与通过权利要求6或权利要求15所述的方法鉴定的化合物接触来调节所述对象的表型的方法。


28.根据权利要求27所述的方法，其中所述对象缺乏所述表型。


29.根据权利要求27所述的方法，其中所述对象具有所述表型。


30.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，其中所述表型是昆虫驱避。


31.根据权利要求27至29中任一项所述的方法，其中所述表型是昆虫吸引。


32.用于鉴定与肠样品的表型相关的一个或更多个生化途径的方法，其包括：
确定缺乏...

【专利技术属性】
技术研发人员：妮科尔·斯科特，埃迪·亚当斯，
申请(专利权)人：赛百乐微生物有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US