A comprehensive knowledge of the types and ratios of microbes that inhabit the healthy human gut is necessary before any kind of pre-clinical or clinical study can be performed that attempts to alter the microbiome to treat a condition or improve therapy outcome. To address this need we present an innovative scalable comprehensive analysis workflow, a healthy human reference microbiome list and abundance profile (GutFeelingKB), and a novel Fecal Biome Population Report (FecalBiome) with clinical applicability. GutFeelingKB provides a list of 157 organisms (8 phyla, 18 classes, 23 orders, 38 families, 59 genera and 109 species) that forms the baseline biome and therefore can be used as healthy controls for studies related to dysbiosis. The incorporation of microbiome science into routine clinical practice necessitates a standard report for comparison of an individual’s microbiome to the growing knowledgebase of “normal” microbiome data. The FecalBiome and the underlying technology of GutFeelingKB address this need. The knowledgebase can be useful to regulatory agencies for the assessment of fecal transplant and other microbiome products, as it contains a list of organisms from healthy individuals. In addition to the list of organisms and abundances the study also generated a list of contigs of metagenomics dark matter. In this study, metagenomic dark matter represents sequences that cannot be mapped to any known sequence but can be assembled into contigs of 10,000 nucleotides or higher. These sequences can be used to create primers to study potential novel organisms. All data is freely available from https://hive.biochemistry.gwu.edu/gfkb and NCBI’s Short Read Archive.

Abstract A personalized approach based on a patient’s or pathogen’s unique genomic sequence is the foundation of precision medicine. Genomic findings must be robust and reproducible, and experimental data capture should adhere to FAIR guiding principles. Moreover, effective precision medicine requires standardized reporting that extends beyond wet lab procedures to computational methods. The BioCompute framework ( https://osf.io/zm97b/ ) enables standardized reporting of genomic sequence data provenance, including provenance domain, usability domain, execution domain, verification kit, and error domain. This framework facilitates communication and promotes interoperability. Bioinformatics computation instances that employ the BioCompute framework are easily relayed, repeated if needed and compared by scientists, regulators, test developers, and clinicians. Easing the burden of performing the aforementioned tasks greatly extends the range of practical application. Large clinical trials, precision medicine, and regulatory submissions require a set of agreed upon standards that ensures efficient communication and documentation of genomic analyses. The BioCompute paradigm and the resulting BioCompute Objects (BCO) offer that standard, and are freely accessible as a GitHub organization ( https://github.com/biocompute-objects ) following the “Open-Stand.org principles for collaborative open standards development”. By communication of high-throughput sequencing studies using a BCO, regulatory agencies (e.g., FDA), diagnostic test developers, researchers, and clinicians can expand collaboration to drive innovation in precision medicine, potentially decreasing the time and cost associated with next generation sequencing workflow exchange, reporting, and regulatory reviews.