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迄今为止最大规模微生物基因组数据发布:1000个新参考基因组!

近日,美国能源部基因组研究所(DOE JGI)为地球微生物多样性的发现迈出了决定性的一步。6月12日在线发表在《Nature Biotechnology》的文章报道了Nikos Kyrpides课题组发布的1003个系统发育多样化细菌和古细菌的参考基因组,这是迄今为止最大规模的一次微生物基因组数据发布。

细菌和古细菌是地球上最庞大的居民,”该文章的通讯作者Kyrpides说。“它们已经征服了地球的各个角落,它们用各种酶和生物化学在最严酷的环境中繁衍生息。”

美国能源部对这群多样的生物感兴趣。因为微生物在调节地球生物-地球-化学循环中起重要作用,例如控制海陆营养物质循环等。通过基因组测序和数据分析能揭示它们的基因、酶和代谢途径功能,并转化为生物能源、生物医学、农业和环境科学资源。

DOE JGI 的“细菌与古菌基因组百科全书(Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archaea,GEBA)”项目,准备测序成千上万的细菌和古细菌基因组。本篇文章属于GEBA的一部分。“除了确定超过50万个新蛋白质家族,这项基因组测序工作将现有类型菌株的数目增加了一倍,并将它们的系统发育多样性扩大了25%,”本文共同一作、DOE JGI计算生物学家Supratim Mukherjee说。

与以前已完成的和基因组草图相比,可作为系统发育多样性函数的新增蛋白质家族增加了10.5%。GEBA基因组项目从4650个样本中募集了2500万种从未被赋值的宏基因组蛋白,完善了它们的系统发育和功能解释。

研究人员还发现了许多生物合成簇,并用实验证实了具有潜在抗微生物活性和新化学结构的发散型吩嗪簇。

这1000(974个细菌和29个古细菌)多个基因组的发布足足用了将近10年,最开始的56个GEBA基因组数据公布于2009年。研究人员从海水、土壤、植物、奶牛瘤胃、白蚁内脏等地方把微生物分离出来。

基因组测序和分析工作通过DOE JGI的社会科学项目完成,1003个基因组的发布则通过综合微生物基因组和微生物系统(Integrated Microbial Genomes with Microbiomes,IMG/M),所有与基因组标准协会相关的宏基因组数据已通过基因组在线数据库(Genomes OnLine Database)。

所有基因组一经测序就被立即公开发布,最大限度地为更多学术团体提供帮助。随着1003个高质量的参考基因组信息的发布,全世界对此感兴趣的科学家们便可用于表征、次生代谢产物生物工程或特定条件下的酶功能等研究。

很明显,细菌可以刺激生物技术创新,如链球菌生产的Cas9蛋白对CRISPR-Cas9基因编辑工具的贡献。实际上,埋藏于细菌和古细菌门之后的隐藏技能开发之旅才刚刚开启。

参考资料:

1,003 reference genomes of bacterial and archaeal isolates expand coverage of the tree of life

来源:生物通

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本文由 测序中国 作者:戴胜 发表,转载请注明来源!

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