Genome–microbiome interplay provides insight into the determinants of the human blood metabolome

代谢组 微生物群 生物 代谢物 计算生物学 代谢组学 遗传学 全基因组关联研究 基因组 人体微生物群 人类遗传学 生物信息学 基因 单核苷酸多态性 基因型 生物化学
作者
Christian Diener,Chengzhen L. Dai,Tomasz Wilmanski,Priyanka Baloni,Brett Smith,Noa Rappaport,Leroy Hood,Andrew T. Magis,Sean M. Gibbons
出处
期刊:Nature metabolism [Nature Portfolio]
卷期号:4 (11): 1560-1572 被引量:65
标识
DOI:10.1038/s42255-022-00670-1
摘要

Variation in the blood metabolome is intimately related to human health. However, few details are known about the interplay between genetics and the microbiome in explaining this variation on a metabolite-by-metabolite level. Here, we perform analyses of variance for each of 930 blood metabolites robustly detected across a cohort of 1,569 individuals with paired genomic and microbiome data while controlling for a number of relevant covariates. We find that 595 (64%) of these blood metabolites are significantly associated with either host genetics or the gut microbiome, with 69% of these associations driven solely by the microbiome, 15% driven solely by genetics and 16% under hybrid genome–microbiome control. Additionally, interaction effects, where a metabolite–microbe association is specific to a particular genetic background, are quite common, albeit with modest effect sizes. This knowledge will help to guide targeted interventions designed to alter the composition of the human blood metabolome. Diener and Dai et al. analyse blood metabolites from 1,569 individuals and identify metabolites associated with the microbiome, host genetics or under hybrid genetic–microbiome control.
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