החוקרים השתמשו בכבשים של מרינו כמודל של בעלי חיים, באיסוף שיטתי של דגימות של האחוריים והמיקרוביוטה הרומנית שלהם, מטבוליטים בפלזמה ונתוני פנוטיפ התנהגותי נוירו -קוגניטיבי. בהתבסס על נתוני רצף מטגנומי מדגימות צואתיות ורומינליות, שיחזרו המחברים 5,253 גנומים מורכבים מטגנומיים ברמת המינים (MAGS), כולל 3,548 גנומים חדשים שלא דיווחו בעבר,, והתרחבו באופן משמעותי את משאבי הגנום המיקרוביאלי של דרכי דין דיווחים.
בהתבסס על בסיס נתונים זה, המחקר איפיין כ -140 מיליון אתרי וריאציה נוקלאוטידים בודדים (SNV) מ -790 מינים. על ידי שיוך המרחקים האבולוציוניים הפילוגנטיים של 790 המינים עם 21 פנוטיפים של תכונות נוירוביות -תכונות, מצא המחקר כי מארחים המכילים זנים פוטנציאליים שונים באותו המין הראו הבדלים נוירוביים.
לאחר מכן, על ידי ביצוע ניתוח אסוציאציה בין SNVs מיקרוביאליים למטבוליטים של פלזמה מארחים, המחקר זיהה 34 אסוציאציות משמעותיות בין SNVs למטבוליטים, שהועשרו בעיקר בפיליה הפירוטית והחיידק, שרבים מהם הם מינים רומניים פוטנציאליים. מטבוליטים הקשורים ל- SNV מיקרוביאליים קשורים בעיקר לתהליכים פיזיולוגיים מרכזיים כמו ויסות נוירואקטיבי ולחץ חמצוני. המחברים שילבו עוד יותר את הקשר בין SNVs, מטבוליטים ופנוטיפים של מיקרוביאלים, המזהים 5 מטבוליטים הקשורים באופן משמעותי ל- SNVs ספציפיים והתנהגות חקר. לדוגמה, במיקום 828 ב BAMB גן של Phocaeicola New416בסיס הציטוזין היה שונה באופן משמעותי מבסיס התימין ברמות חומצה 4-אנסיציית פלזמה, וחומצה 4-אניסיקה הראתה את המתאם החזק ביותר עם משך חקר הכבשים. מוטציה זו עשויה לשנות את מבנה החלבון, המשפיע על הביוסינתזה של גורם נוירוטרופי שמקורו במוח (BDNF), ובכך מסדיר התנהגות חקר מארחת.
מחקר זה מצביע על כך ש- SNVs גנומיים מיקרוביאליים עשויים להיות נהגים חשובים להבדלים פנוטיפיים מארחים, וחושפים כי שונות גנטית מיקרוביאלית עשויה להשפיע על התנהגות נוירוקוגניטיבית מארחת על ידי ויסות חילוף החומרים המארח. ממצא זה מרחיב את הבנתנו את ציר "המיקרוביומה-מטבוליזם-מוח" ומספק בסיס תיאורטי לפיתוח התערבויות ממוקדות הממוקדות למיקרוביומה של הבטן.
