纽约-马里兰大学医学院的研究人员已经收集了一个全面的，功能和分类注释的人类阴道基因目录，其中包括95万个非冗余基因。
在一项于周三发表的研究自然通讯研究人员表示，他们结合宏基因组和泌尿生殖系统细菌分离基因组构建了这个基因目录，并将其命名为VIRGO。在这些数据中鉴定出的基因进一步聚类到阴道同源组(VOGs)中，提供了阴道微生物群常见的功能蛋白家族目录。为了强调VIRGO的实用性，他们分析了1507个额外的阴道宏基因组，并确定了阴道微生物群内部和外部的高度种内多样性。
该论文的资深作者、马里兰微生物学和免疫学教授雅克·拉威尔在一份声明中说:“尽管16S rRNA基因测序已经为阴道微生物群在一系列常见疾病中所起的作用提供了基础见解，包括细菌性阴道病、尿路感染和衣原体，但利用先进的测序来建立阴道参考基因目录的需求显然还没有得到满足。”VIRGO为研究人员提供了一种新的工具来了解阴道微生物在人类健康中的作用，并最终设计出新的解决方案来诊断、预防和治疗影响全球数百万女性的疾病。”
研究人员利用17个不同的蛋白质数据库对VIRGO进行了分类分配和功能特征的管理。重要的是，他们表明，它提供了超过95%的人类阴道微生物群的覆盖率，并且适用于北美、非洲和亚洲的人群。
处女座是利用264个完全去识别的阴道宏基因组以及308个泌尿生殖系统细菌分离株的完整和草图基因组的序列数据构建的。在这些宏基因组产生的大约180亿次读取中，近80%被确定为人类序列并被删除。研究人员发现阴道宏基因组以乳酸菌spp．人类测序的比例明显高于乳酸菌有缺陷的基因组。每个宏基因组都在那时新创总共组装了120万个contigs，总长度28亿bp。
宏基因组的分类学分析显示，这些群落含有312种细菌。所有主要阴道乳酸菌种以及常见的兼性和严格厌氧阴道种如加德纳菌属鞘突，Atopobium阴道，普氏菌amnii，Megasphaera genomosp．，Mobiluncus mulieris，Mageebacillus indolicus,韦永氏球菌属parvula等也被确认。研究人员还观察到，即使是与细菌性阴道病相关的细菌，通常只存在于低丰度的分类分析中。这些结果强调了处女座结构中阴道细菌群落的分类宽度。
在随后的分析中，研究人员将非冗余基因翻译成氨基酸序列，并将它们聚成VOGs，以创建一个数据库，用于研究阴道微生物组中发现的蛋白质家族。他们测量了氨基酸序列之间的相似性，发现38.5%的VOG蛋白质是唯一的。
为了证明VOGs的实用性，研究人员检索了32个编码阴道溶解素的同源家族蛋白g .鞘突胆固醇依赖性溶细胞素，是其致病性的关键，因为它在上皮细胞中形成孔隙。他们在阴道溶解素结构域4的11个氨基酸序列中鉴定出3个氨基酸变体。三种变异中的一种以前没有报道过。
作者写道:“这个例子说明了如何利用VOG来理解生物学相关性并产生假设。”“在这种情况下，它指出了孔隙形成活性和可能的细胞毒性的潜在差异，这可以进一步研究。”
研究人员还使用VIRGO来表征阴道微生物群中存在的单个细菌物种的基因组含量。他们将VIRGO应用于一个包含1507个内部和公开的阴道宏基因组的数据集，以表征其中四种的基因含量乳酸菌种和另外三种通常在阴道内发现的种(g .鞘突，答:鞘,而且p . timonensis)．他们恢复了每个物种的大部分基因含量，即使该物种在群落中含量很低。研究人员写道，这表明VIRGO有能力从宏基因组数据中表征低丰度类群的基因含量。
利用这些物种特有的基因库，他们描述了个体女性阴道微生物群中存在的种内多样性的数量。研究人员说，因为VIRGO由每个阴道细菌物种的“泛基因组”组成，它可以用来评估这些群落中存在的种内多样性的数量。在这项分析中，他们统计了1507个宏基因组数据集中七个物种中每个物种的基因数量，并将这个数字与每个物种的参考基因组中的基因数量进行了比较。结果表明，女性阴道的细菌种群通常由大多数物种的一种以上菌株组成。
作者写道:“以前对阴道微生物组的研究在很大程度上将这些物种视为单一基因型，尽管最近的一些研究已经检查了这些群落的种内多样性。”“种内多样性很重要，因为它可能会影响群落的许多属性，包括它们的时间稳定性和恢复力，以及它们与宿主健康的关系。”
他们进一步指出，VIRGO可以用来表征种内多样性，因为它包含了阴道常见的大多数细菌物种的非冗余泛基因组。通过将序列读数与VIRGO数据库进行比对，就有可能识别出宏基因组中每个物种的独特基因。