Mobile genetic elements from the maternal microbiome shape infant gut microbial assembly and metabolism

生物 微生物群 代谢组学 肠道微生物群 代谢组 代谢物 组学 计算生物学 生物信息学 生理学 生物化学
作者
Tommi Vatanen,Karolina S. Jabbar,Terhi Ruohtula,Jarno Honkanen,Julián Ávila-Pacheco,Heli Siljander,Martin Stražar,Sami Oikarinen,Heikki Hyöty,Jorma Ilonen,Caroline Mitchell,Moran Yassour,Suvi Μ. Virtanen,Clary B. Clish,Damian R. Plichta,Hera Vlamakis,Mikael Knip,Ramnik J. Xavier
出处
期刊:Cell [Elsevier]
卷期号:185 (26): 4921-4936.e15 被引量:20
标识
DOI:10.1016/j.cell.2022.11.023
摘要

The perinatal period represents a critical window for cognitive and immune system development, promoted by maternal and infant gut microbiomes and their metabolites. Here, we tracked the co-development of microbiomes and metabolomes from late pregnancy to 1 year of age using longitudinal multi-omics data from a cohort of 70 mother-infant dyads. We discovered large-scale mother-to-infant interspecies transfer of mobile genetic elements, frequently involving genes associated with diet-related adaptations. Infant gut metabolomes were less diverse than maternal but featured hundreds of unique metabolites and microbe-metabolite associations not detected in mothers. Metabolomes and serum cytokine signatures of infants who received regular-but not extensively hydrolyzed-formula were distinct from those of exclusively breastfed infants. Taken together, our integrative analysis expands the concept of vertical transmission of the gut microbiome and provides original insights into the development of maternal and infant microbiomes and metabolomes during late pregnancy and early life.
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