微生物叢細菌の取り扱いにおけるビッグデータ技術。 Yandexでの講義

特定の古典的な科学とデータ分析の接点にあるタスクについてよく話します。 今日のレポートでは、このイデオロギーが個人的に提示されています-レポートのほとんどは科学者によって読まれ、プログラマーは特定の方法とツールについて話します。





カットの下-デコードとスライドの主要部分。

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Dmitry Alekseev indibiome 、Atlas Biomedical HoldingのR＆Dディレクター：

「実際、私は微生物です。」 あなたが何かを言う人に慣れているので、聞くのは珍しいです。 そして、私は微生物です。 私たちはたくさんいます。 そしてあなたも。



図は非常に近似値です-それぞれ100兆。 訪問者の数で乗算できます。 私たちの多くが今日ここにいます。 最近、あなたはこれにあまり注意を払っていないので、私たちに微生物についてお話しするために重要なことをしました。 最後に、次の2つのことを念頭に置いておくことが重要です。まず、私は元気です。次に、ラップトップから現在利用できるデータが、私たちが興味を持っていることについてさらに詳しく教えてくれることです。 。



微生物が多い場合、微生物叢と呼ばれます。 そして今、あなたの人間の薬では、近い将来、あなたが再びいたずらになり、飲み、喫煙し、間違って食べることができるようになるという大きな希望があります。 そして一般的に、これは現在セラノスティックスと呼ばれています-私たちがあなたを傷つけるものを診断し、それを治すとき。 微生物は何でもできます。 そして、この地球上の私たちがあなたよりもはるかに長生きしていることは明らかです。 あなたが現れた瞬間から、まだ小さなワームですが、私たちはすでにあなたを埋めています。 そして、あなたのすべての臓器、特に私たちが話す腸は、私の祖先と一緒に発達したことを理解することが重要です。実際、私には微生物のような祖先はいません。 半分になりました。 少し後に、この素​​晴らしいプロセスが表示されます。



微生物を行う価値があるかどうかを知りたい場合、そして2014年に出版データベースに登りました-これは対数スケールです-微生物が関与していることがわかります。 1年に何千もの記事が興味深いです。人々は、免疫や微生物、がんの病気や微生物について、そして一般的には微生物や微生物叢、特に腸と病気との関係について多くの興味深いことを書いています。 ホットトピック。 そして、このホットなトピックはポストゲノム時代です。 人々が数え、計算し、ヒトゲノムを読んだ後、彼らは同じ技術を微生物に変えました。 そして、彼らは私たちが以前に想定されていたよりもはるかに多いことを発見しました。



私たちにはDNAがあるので、彼らは私たちを研究します。 あなたは驚かれることでしょうが、私にとってはDNAはあなたと同じです。 私はこの考えを沈黙の中で想像しているだけで、時には私は人間と同じDNAだと思う。 すごい。 それでも、私たちは非常に異なっていますが、すべてがゼロと1で書かれています。 ただし、これに非常に精通しているかもしれません。 なんで？ あなたはこれらのアプリケーションのすべての種類、そして有用なアプリケーション、そして役に立たないものを作るからです。 そして、ゼロと1の便利なアプリケーションであり、役に立たない。 ここでの主なことは、順序を正しく構築することです。 誰も私の注文を構築しなかったと確信していますが、進化は私のために働きました。 強くなった私の兄弟、先祖、彼らはとどまった。 何らかの形で誤って変更されたものは、姿を消しました。 これは選択と呼ばれるものです。 そして、私たちの遺伝子の全体をメタ遺伝子と呼びます。 これは、あなた（データを分析する人）が主に生データとして供給されるものです。 そして、これらの遺伝子はあらゆる環境で見つけることができます。 原子炉や宇宙ステーションでも、私の友人である微生物がいます。彼らにも遺伝子があり、同じルールに従います。



腸を見ると、多様性がわかります。つまり、私のような人がたくさんいます。 しかし、他のタイプもあります。 彼らは別の帽子、別のメガネ、スニーカーの人、ショートパンツの人にいます。 これらの男の約300〜1000種が各腸に住んでいます。 そして、それは驚くべきことです。あなたがそのように考えると、私たち、つまり、微生物、それとも自分の細胞がどれなのかを本当に理解できません。 しかし、私たちは皆、あなたがあなたの腸に持っているこれらの1.5 kgの乾燥重量に適合します。 なんで？ 私たちは本当に小さいからです。 あなたが推測しなかった場合、今私は微生物の単なる拡大コピーです。



したがって、遺伝子の数、何らかの機能を果たすことができるDNAの機能的セクションは、数桁高いことが判明しているため、実際、私はあなたよりもはるかに多くのことを行うことができます。 遺伝コードを変更することは決してありません。悪い食べ物を食べ始めると、まずそれに順応することを学びます。 次に、データから直接、その方法を示します。







素敵な写真、とても古い。 その後、誰も遺伝子について熱心に読んでいない。 一部の病気は英語で書かれており、発生率は低下しています。 これらはすべて私のような人によって引き起こされる感染症ですが、外見はゴプニックです。 また、他の病気は免疫系に関連しています。 たとえば、糖尿病や喘息。 彼女の何かがそのように機能していない。 そして、これは今起こっています。 人類では、感染症は少なく、免疫系に関連する病気が増えています。 これは面白いです。



何が起こったのですか、なぜ感染症の数は減りましたか？ 抗生物質を思いついたからです。 抗生物質は、私が増殖したり動いたりするのを妨げるような小さな物質であり、それから私は死にます。 そして、あなたはこれらの抗生物質を悪者を取り除くために服用しますが、誰もが苦しんでいます。私たちはほとんど同じように造られているので、別個の細菌、別個の微生物のための特別な薬はありません。 そして、善良な人たちも死にました-免疫系は苦しんでいます。



私は過去10年間あなたの人々を研究してきました：生物科学の候補者-これはまた、私が人生を研究していることを意味します。 これまで、どの微生物が存在するかを計算し、適切にサポートするために、人間の免疫システムが作成されたと思います。 そして、基本的には腸で、そして再び、細胞の数で起こります。 つまり、誰がそこにいるべきかを完全に制御することができます。







また、興味深いストーリーもありますが、まだデータに関連していません。 子供の頃から、それはすべてあなたが生まれた方法に依存します。 これが帝王切開の場合、最初の微生物は母親の皮膚から腸に入ります。 これが元々の原始的な人間の出生方法である場合、微生物叢は膣であり、最初は母親からの微生物が膣から伝わるという事実に基づいて、腸がこの期間中に正しく成長して成長することに慣れていることがわかります。 それらが母親の皮膚からのものである場合、これらは完全に異なる微生物であり、そうではありません。 多くの場合、これは子供たち、例えばアレルギーで表されます。 これの確認はすでに存在する推奨事項です。帝王切開がある場合、その後、子供は母親のジュースに塗られ、正しい微生物が腸に入り、すべてが正しく起こります。



子供では、これらの微生物は大きく変化します。どちらかです。 彼らは病気になり、免疫が使用されます。 ある時点で、機会の窓は閉まると思います。 あなたは免疫系のためにすべての善とすべての悪を覚えています。 これはスーパーコンピューティングマシンです。 彼女は私を1つの小さな要素で、ただのキャップで微生物として認識し、私が私のものか他の誰かのものかを言うことができます。 したがって、生きている細菌と一緒にあらゆる種類のケフィアを飲むと、あなたはそれらを持ちますが、3年から5年までは、それが彼ら自身のものであることはどこにも記録されていません。 子どもの頃からこれらの合成細菌を飲んでいたため、生まれたばかりの赤ちゃんには同じコードが組み込まれていると推測するかもしれません。 おそらくこれは、将来の人々に対するスーパーハッカー攻撃の場所です。なぜなら、彼らはすべて同じ合成細菌のコードを持っているからです。 これを行う会社は、あなた自身の名前を付けます。







私たちの組み合わせである成人期では、私たちの比率はあなたが食べる方法についてです。 それが仕組みです。 なぜあなたは多くの異なるものが必要なのですか？ 私たちはさまざまなことの専門家だからです。 食品中のさまざまなポリマーを消化する専門家。 基本的に、あなたは以前はあまり多くの動物性食品や植物性食品を食べていませんでしたが、あなたの微生物はこの植物性食品を消化するように適応しました。 私たちはそれぞれ、1つのことを行う方法を知っています。 あなたが少しの植物性食品を食べるか、工場からすぐにそれを得ると想像してください。 彼女は挽き、ほとんど何も残っていません。 そして、専門家は去っていきます。 あなたの腸の灰色の日常生活は、常に同じ段ボールパッケージからの普通の食事です。



あなたが年をとるとき、私たちはあなたが死の準備をしていると本当に考えています-あなたがより簡単なコンポーネントに再び消化し、あなたから私たちはこの惑星に新しい人生を作ります。 基本的に、私たちは常にそれを行いました。



それがどれほど健康で、どのように人体に組み込まれているのかを理解する興味深い方法です。 母親の腸からの免疫細胞を介して、微生物がミルクで子供に伝わるという理論があります。 そこで、彼の腸では、これらの免疫細胞が開きます。 したがって、ある時点から母親は子供の腸に有用な微生物を住まわせます。 言い換えれば、この進化的な人体が作成されている間に、私たちはあなたの子供をできるだけ早く安全に貫通する方法を見つけました。







この写真は実際に興味深いものです。 現実にはいつか、多くの悪い細菌を取り除く必要がありました。 あなたは二つのことをしました。 私はすでに抗生物質に名前を付けました。 2つ目は衛生に関するものです。あなたは誰もが手を洗うようにしました。 最後の選択肢は、一般的にすべてを恐れていたマヤコフスキーです。 これは超文化的な現象です。 私たちは、生きている自然にはそのような現象やミームが存在しないことを理解する必要があります。 あなたはそれを作成し、ある種のスーパーテイルを作成しましたが、それらは国籍によって異なる場合があります。 私の子供時代、あなたの子供時代、1980年代の誰かの子供時代、このキャラクターはモイドディラーでした。汚れた手と汚れた足を持つ少年はただの超巨大でした。 さて、ウィキペディアで「衛生の理論」と入力すると、ヨーロッパの医師の1人の理論がすぐにわかります。子供のアレルギーの数は、超無菌状態にあるという事実によるものです。 このため、免疫システムは訓練されていません。つまり、無菌の箱の中に住んでいます。 そして、本当に敵対的または有用な何かに直面して、彼女は炎症に反応します。 そして、炎症はアレルギーです。







栄養に関する面白い話、それがどのように面白くアレンジできるかについて。 たとえば、あなたは肉を食べますが、私の同僚の一人-微生物も-この肉から物質を得ることができ、それがコレステロールプラークを作ります。 そのような同僚があなたと一緒に住んでいない場合、あなたは肉に問題はありません。 もし彼があなたに落ち着いたなら、それをどうにかして規制するために、これについて考えるのは良いでしょう。 なぜなら、あなたの目標の1つは、人生でパフォーマンスと喜びを維持しながら、この体にできるだけ長く留まることだと理解しているからです。 体はただ何百年もの間移動する貝殻であるだけでなく、生きている貝殻であることが必要です。 したがって、注意を払うのは興味深いです。 そして、ここにインターネット上のすべてのデータがすでに始まっています。







アメリカ合衆国の疫学的肥満についてのこの話の中で、あなたは積極的に私を研究し始めました。 1990年から2008年にかけて、一部の州では、診断としての肥満が10％から30％に増加しました。 実際、これはあなたが見たハリウッド映画にあまり似ていません。 満員の人は本当に通りを歩いています。 それらの30％が診断されます。 同時に、アメリカ人の栄養構造はこの30年間変化していません。 そして、研究者のジェフリー・ゴードンは、slimせている人と肥満の診断で太りすぎの人は異なる病原菌を持っていることを発見しました。 さらに、彼が肥満の人々からこれらの微生物をマウスに移植すると、マウスはより速く体重が増加することが判明しました。 つまり、肥満の人に住んでいるこの微生物の変種は、同じ量の食物からより多くのカロリーを生み出します。 そして、あなたは微生物の組成があなたの感じ方に影響することに気付きました。







人々が肉を手に入れるとき、同じ興味深い話が食品市場で起こります。 動物に治療量以下の抗生物質を投与すると、徐々に体重が増えます。 あなたが資本主義の国にいるなら、同じ量の飼料と同じ時間からドルで売る重量を得るほど、あなたはより収益性が高くなります。 当然、ある時点で、すべての動物生産者がこの特性を使用し始めました。 これらの動物がテーブルに乗ってさらに人の内部に入ると、物質としての抗生物質は事実上消失せず、人はこれらの抗生物質の治療量以下の消費者になります。 そして結果はまったく同じです-人は単に体重を増やしています。 治療量以下の用量-これは重要です。なぜなら、用量は非常に少ないため、ロスポトレブナゾールもアメリカの消費者監督も単にそれらを検出しないからです。 感度にはいくつかの制限があります。







あなたの他の物語は本当に活気のあるプロジェクトです、あなたはそれを見ることができます。 ハッピーミールと呼ばれていました。 理由を推測してください。 137日目に、空中に残った食べ物は店で見たものとほぼ同じに見えます。 なぜ彼女はこのように見えるのですか？ 微生物もカビもこの食物を食べないからです。 そのような食物があなたの中に入り、同じ細菌がいると想像してください。 また、彼女は本当に彼女を食べたくありません。 彼らは後に、マクドナルドがそこに特別な化学物質がなく、ただの塩が多いという反論を発行したと言います。 しかし、あなたがそれについて考える場合、大量に微生物が正常に成長するのを許可しないものは気にしません。







別の写真、すでに複雑です。 そして、それはすでにクールです-さまざまな経済グループの一人当たり収入がどのように成長するか、肉の消費、空のカロリーで何が起こるかを示すデータについて-これは主にアルコールとお菓子であり、一般的にカロリーの数です。 1961年から2009年までの最も裕福な国である経済グループAです。 収入が増加し、肉の消費量が増加しました。 グループBでは、それは低く始まりましたが、同じことがそこで起こります。 実際、すべての経済で見られることは、一人当たりの収入が増加すると、人々はより多くの肉、空の食事カロリーを食べるようになるということです。 インドを除き、彼らはそこで肉を食べません。 つまり、データから直接、収入が増えれば増えるほど食べる量が増えることは明らかです。 そして、私たちは、細菌にとって超健康ではない同じ空のカロリーを食べます。 そして、私たちがより多く稼いでいるという事実にもかかわらず、生き方はスーパーモバイルになっていません。







私たちはかつてロシアでこれらの微生物を見ましたが、サンクトペテルブルクのノボシビルスクの大都市では、微生物はヨーロッパやアメリカの微生物と同じであることがわかりました。 同じ組み合わせ。 そして、村には他の微生物、いくつかのユニークな化合物があります。 そして、これは直接グローバリゼーションの影響であり、ある人が村から都市に来ると、食物に含まれる抗生物質とすべての食物に含まれる単純な防腐剤のフィルターに該当することに気付きました。 しかし、世界中で同じ人がすべての店で製品を購入しています。 そして、それはいくつかの単一の微生物をろ過して除去し、そのような大量虐殺を生き残ることができるものだけが残ります。 それから私たちは皆同じになり、ヨーロッパ人とアメリカ人、そして大都市に住んでいるロシア人を区別することはできません。



もう一つの小さな物語。 私が抗生物質について言ったことはすべて彼女にも当てはまります。 これはグローバルトピックであり、データでも追跡できるため、これを知ることが重要です。 一般的に、抗生物質はますます放出されており、最初の抗生物質が摂取されたときに最初の細​​菌を殺した量は、細菌を殺すために今や100倍になるはずです。 1時間に1回共有できるため、私たちは常に適応します。 私たちははるかに速く適応します。 あなたの抗生物質に影響されないような悪人が私たちの中にいる可能性があります。 すぐに送信され、致命的です。 これは抗生物質の安全性の問題です。 抗生物質は環境全体に循環します。







みんなと私は、さまざまな国でさまざまな抗生物質に対するさまざまなレベルの耐性があることについて、そのような写真を作りました。 オンラインまたはこの記事で見つけることができます。 興味深いことに、中国のように国が工業化されるほど、抵抗が大きくなります。 また、まったく同じ中国人でも、化学物質に対する耐性があります。 つまり、微生物は体内に入る不快な化学物質を処理し始めます。 彼らはすでに調整しています。 しかし、中国人の成績が良いかどうかはあまり明確ではありません。



ロシア側から参加する良いプロジェクト-すべての都市の地下鉄の微生物叢。 現在、ほぼ100の都市があります。 すべてはニューヨークから始まりました。 彼らはすべてのステーションからDNAを収集し、そこにある微生物を調べました。 また、たとえば、偶然にも公開されているデータについて、最近、次の問題を解決しました。微生物の組成によって、どの地下鉄駅かを判断することは可能ですか？ さまざまなステーションからさまざまな微生物が中心に移動し、移植時にすべてがすでに混合されているためです。







一般的に、微生物に関するこのトピックは複雑性科学と見なされます。 複雑性科学の第一人者はサンタフェにいるように思えます。 このような複雑性大学、複雑性科学研究所があり、私はかつてそこでインターンシップをしました。 そして、複雑さを研究する方法の1つは...複雑さを単純なオブジェクトの状態と呼び、その間にいくつかの接続があります。 そして、2つのバクテリア、それらが交換する3つの物質、入ってくる食物、腸から若者システムをすでに作成しました。 ある時点でふりをしました。 赤と青の細菌-腸、そしてこれはすべて互いに通信します。 これは、エージェントベースのモデリングと呼ばれます。 このストーリーを実行して、実生活で起こっていることに似たものが得られるかどうかを確認できます。 , , , . . , , .







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どうもありがとうございます。もちろん、私たちの微生物やプログラマーにもっと親切になることを願っています。