Published June 2, 2020 | Version v1
Publication Open

Comparative assessment of faecal microbial composition and metabonome of swine, farmers and human control

Creators

  • 1. University of Malaya
  • 2. Monash University Malaysia
  • 3. Forest Department Sarawak
  • 4. University Malaya Medical Centre

Description

Abstract The gastrointestinal tract of humans and swine consist of a wide range of bacteria which interact with hosts metabolism. Due to the differences in co-evolution and co-adaptation, a large fraction of the gut microbiome is host-specific. In this study, we evaluated the effect of close human-animal interaction to the faecal metagenome and metabonome of swine, farmer and human control. Three distinct clusters were observed based on T-RFLP-derived faecal microbial composition. However, 16S-inferred faecal microbiota and metabolic profiles showed that only human control was significantly different from the swine (P < 0.05). The metabonome of farmers and human controls were highly similar. Notably, higher trimethylamine N-oxide (TMAO) and butyrate were detected in human control and swine, respectively. The relative abundance of TMAO was positively correlated with Prevotella copri . Overall, we compared and established the relationship between the metabolites and microbiota composition of swine, farmers and human control. Based on the data obtained, we deduced that long term occupational exposure to swine and farm environment had affected the gut bacterial composition of farmers. Nonetheless, the effect was less prominent in the metabolite profiles, suggesting the gut bacteria expressed high functional plasticity and are therefore resilience to the level of community shift detected.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يتكون الجهاز الهضمي للبشر والخنازير من مجموعة واسعة من البكتيريا التي تتفاعل مع عملية الأيض المضيفة. نظرًا للاختلافات في التطور المشترك والتكيف المشترك، فإن جزءًا كبيرًا من ميكروبيوم الأمعاء خاص بالمضيف. في هذه الدراسة، قمنا بتقييم تأثير التفاعل الوثيق بين الإنسان والحيوان على الميتاجينوم البرازي والميتابونوم من الخنازير والمزارعين والسيطرة البشرية. لوحظت ثلاث مجموعات متميزة بناءً على التركيب الميكروبي البرازي المشتق من T - RFLP. ومع ذلك، أظهرت الميكروبات البرازية المستنتجة 16S والملامح الأيضية أن السيطرة البشرية فقط كانت مختلفة بشكل كبير عن الخنازير (P < 0.05). كان metabonome من المزارعين والضوابط البشرية متشابهة للغاية. والجدير بالذكر أنه تم اكتشاف ارتفاع ثلاثي ميثيل أمين N - oxide (TMAO) و Butyrate في السيطرة البشرية والخنازير، على التوالي. ارتبطت الوفرة النسبية لـ TMAO بشكل إيجابي بـ Prevotella copri . بشكل عام، قمنا بمقارنة وتأسيس العلاقة بين المستقلبات وتكوين الكائنات الحية الدقيقة في الخنازير والمزارعين والسيطرة البشرية. استنادًا إلى البيانات التي تم الحصول عليها، استنتجنا أن التعرض المهني طويل الأجل لبيئة الخنازير والمزارع قد أثر على التركيب البكتيري للأمعاء لدى المزارعين. ومع ذلك، كان التأثير أقل بروزًا في ملامح المستقلب، مما يشير إلى أن بكتيريا الأمعاء أعربت عن مرونة وظيفية عالية وبالتالي فهي مرنة لمستوى التحول المجتمعي المكتشف.

Translated Description (French)

Résumé Le tractus gastro-intestinal de l'homme et du porc est constitué d'un large éventail de bactéries qui interagissent avec le métabolisme de l'hôte. En raison des différences de co-évolution et de co-adaptation, une grande partie du microbiome intestinal est spécifique de l'hôte. Dans cette étude, nous avons évalué l'effet de l'interaction étroite homme-animal sur le métagénome fécal et le métabonome du porc, de l'agriculteur et du contrôle humain. Trois grappes distinctes ont été observées en fonction de la composition microbienne fécale dérivée de T-RFLP. Cependant, le microbiote fécal et les profils métaboliques inférés par le 16S ont montré que seul le contrôle humain était significativement différent de celui des porcs (P < 0,05). Le métabonome des agriculteurs et des contrôles humains était très similaire. Notamment, un taux plus élevé de N-oxyde de triméthylamine (TMAO) et de butyrate ont été détectés chez les témoins humains et les porcs, respectivement. L'abondance relative de TMAO était positivement corrélée avec Prevotella copri . Dans l'ensemble, nous avons comparé et établi la relation entre les métabolites et la composition du microbiote des porcs, des éleveurs et du contrôle humain. Sur la base des données obtenues, nous avons déduit que l'exposition professionnelle à long terme aux porcs et à l'environnement agricole avait affecté la composition bactérienne intestinale des agriculteurs. Néanmoins, l'effet était moins important dans les profils de métabolites, suggérant que les bactéries intestinales exprimaient une plasticité fonctionnelle élevée et étaient donc résilientes au niveau de changement de communauté détecté.

Translated Description (Spanish)

Resumen El tracto gastrointestinal de los seres humanos y los cerdos consiste en una amplia gama de bacterias que interactúan con el metabolismo de los huéspedes. Debido a las diferencias en la coevolución y la coadaptación, una gran fracción del microbioma intestinal es específica del huésped. En este estudio, evaluamos el efecto de la interacción estrecha entre humanos y animales en el metagenoma fecal y el metabonoma de los cerdos, los agricultores y el control humano. Se observaron tres grupos distintos basados en la composición microbiana fecal derivada de T-RFLP. Sin embargo, la microbiota fecal y los perfiles metabólicos inferidos con 16S mostraron que solo el control humano era significativamente diferente del porcino (P < 0.05). El metabónomo de los agricultores y los controles humanos eran muy similares. En particular, se detectaron N-óxido de trimetilamina (TMAO) y butirato más altos en el control humano y porcino, respectivamente. La abundancia relativa de TMAO se correlacionó positivamente con Prevotella copri . En general, comparamos y establecimos la relación entre los metabolitos y la composición de la microbiota de los cerdos, los agricultores y el control humano. Con base en los datos obtenidos, dedujimos que la exposición ocupacional a largo plazo a los cerdos y al medio ambiente de la granja había afectado la composición bacteriana intestinal de los agricultores. Sin embargo, el efecto fue menos prominente en los perfiles de metabolitos, lo que sugiere que las bacterias intestinales expresaron una alta plasticidad funcional y, por lo tanto, son resistentes al nivel de cambio comunitario detectado.

Files

s41598-020-65891-4.pdf.pdf

Files (2.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:165442992abb6e8f7f400be5313a65a3
2.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
تقييم مقارن للتركيب الميكروبي للبراز وميتابونوم الخنازير والمزارعين والسيطرة البشرية
Translated title (French)
Évaluation comparative de la composition microbienne fécale et métabonome des porcs, des éleveurs et du contrôle humain
Translated title (Spanish)
Evaluación comparativa de la composición microbiana fecal y el metabonoma de cerdos, agricultores y control humano

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3030636364
DOI
10.1038/s41598-020-65891-4

Is supplement to
https://openalex.org/W4382895764 (Other)
https://openalex.org/W4381737561 (Other)
https://openalex.org/W4282933898 (Other)
https://openalex.org/W4200427546 (Other)
https://openalex.org/W3115362444 (Other)
https://openalex.org/W3031500692 (Other)
https://openalex.org/W3008764368 (Other)
https://openalex.org/W2800509872 (Other)
https://openalex.org/W2770504439 (Other)
https://openalex.org/W1946608667 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Malaysia

References

  • https://openalex.org/W1971172219
  • https://openalex.org/W1991497480
  • https://openalex.org/W1995878063
  • https://openalex.org/W2009170813
  • https://openalex.org/W2012490955
  • https://openalex.org/W2019423369
  • https://openalex.org/W2036993607
  • https://openalex.org/W2051312690
  • https://openalex.org/W2053558731
  • https://openalex.org/W2057090852
  • https://openalex.org/W2057710367
  • https://openalex.org/W2070879762
  • https://openalex.org/W2073332363
  • https://openalex.org/W2078599166
  • https://openalex.org/W2078639388
  • https://openalex.org/W2101098164
  • https://openalex.org/W2104423086
  • https://openalex.org/W2108718991
  • https://openalex.org/W2109832621
  • https://openalex.org/W2110930542
  • https://openalex.org/W2129690444
  • https://openalex.org/W2131058075
  • https://openalex.org/W2133428211
  • https://openalex.org/W2135537883
  • https://openalex.org/W2138920723
  • https://openalex.org/W2139456180
  • https://openalex.org/W2142536690
  • https://openalex.org/W2164984702
  • https://openalex.org/W2169364567
  • https://openalex.org/W2177895099
  • https://openalex.org/W2179438025
  • https://openalex.org/W2297387946
  • https://openalex.org/W2315736630
  • https://openalex.org/W2340717842
  • https://openalex.org/W2341056284
  • https://openalex.org/W2380447136
  • https://openalex.org/W2402172193
  • https://openalex.org/W2423361801
  • https://openalex.org/W2478170510
  • https://openalex.org/W2499809680
  • https://openalex.org/W2554128311
  • https://openalex.org/W2565692782
  • https://openalex.org/W2580767461
  • https://openalex.org/W2609064408
  • https://openalex.org/W2617951938
  • https://openalex.org/W2620098478
  • https://openalex.org/W2623224403
  • https://openalex.org/W2728654001
  • https://openalex.org/W2730220428
  • https://openalex.org/W2754184494
  • https://openalex.org/W2756485101
  • https://openalex.org/W2768362762
  • https://openalex.org/W2789256028
  • https://openalex.org/W2792362584
  • https://openalex.org/W2802531849
  • https://openalex.org/W2808457437
  • https://openalex.org/W2886244966
  • https://openalex.org/W2887998781
  • https://openalex.org/W2891151627
  • https://openalex.org/W2923443946
  • https://openalex.org/W2947879944
  • https://openalex.org/W2950985821
  • https://openalex.org/W3171613643