Обзор процесса извлечения генома, собранного в метагеноме, и рабочего процесса анализа с использованием приложений KBase. Кредит: Природные протоколы (2022). DOI: 10.1038/s41596-022-00747-х
Микробы — основа жизни на Земле. Эти крошечные организмы играют важную роль во всем: от преобразования солнечного света в основные молекулы жизни. Они помогают производить большую часть кислорода в нашей атмосфере. Они даже циркулируют питательные вещества между воздухом и почвой. Ученые постоянно находят взаимодействия между микробами и растениями, животными и другими макроскопическими формами жизни.
По мере развития геномного секвенирования исследователи могут исследовать не только изолированные микробы, но и целые сообщества микроорганизмов, известные как микробиомы, на основе ДНК, обнаруженной в окружающей среде. Геномы, извлеченные из этих сообществ (метагеномные последовательности), могут идентифицировать организмы, которые осуществляют биогеохимические процессы, способствуют здоровью или заболеванию микробиомов желудочно-кишечного тракта человека или взаимодействуют с корнями растений в ризосфере.
База знаний по биологии энергетических систем (KBase) недавно выпустила набор функций и протокол для выполнения сложного анализа микробиома, который может ускорить исследования в области микробной экологии.
Широкое внедрение секвенирования ДНК в микробиологии породило огромное количество геномных данных. Исследователям нужны вычислительные инструменты для восстановления высококачественных геномов из образцов окружающей среды, чтобы понять, какие организмы живут в окружающей среде и как они могут взаимодействовать. Сочетание удобства использования, данных и инструментов биоинформатики в общедоступном онлайн-ресурсе делает KBase уникально мощной веб-платформой для выполнения этой задачи.
Эти новые функции KBase позволят биологам получать геномы из последовательностей микробиомов с помощью простого в использовании программного обеспечения, основанного на вычислительных ресурсах Министерства энергетики. Это сократит время, необходимое для обработки данных секвенирования и характеристики геномов. Ученые могут использовать KBase для совместного анализа геномных данных и создания исследовательских сообществ для решения общих проблем микробной экологии.
Получение геномов некультивируемых микробов непосредственно из окружающей среды с помощью секвенирования ДНК — это недавнее достижение, которое позволяет ученым обнаруживать и характеризовать новые организмы. Секвенирование ДНК всех микробов в данной среде дает «метагеном». Выполнение генетического анализа метагеномов появилось как способ изучения микробных черт и поведения, а также взаимодействия сообщества в контексте окружающей среды.
Методы получения геномов, собранных с помощью метагенома (MAG), имеют разную степень успеха в зависимости от используемых методов. Все большее число исследователей создают последовательности микробиомов, но многие из них не имеют готового доступа к опыту, инструментам и вычислительным ресурсам, необходимым для извлечения, оценки и анализа своих геномов.
Команда KBase добавила и обновила несколько инструментов анализа метагенома, типов данных и возможностей выполнения, чтобы предоставить исследователям инструменты, ускоряющие открытие микробных геномов и раскрывающие генетический потенциал микробных сообществ.
Их недавняя статья в Природные протоколы представляет серию этапов анализа с использованием приложений KBase и продуктов данных для извлечения высококачественных MAG из метагеномов. Эти возможности, включая вычисления, хранение данных и совместное использование данных и анализов, предоставляются общественности бесплатно через веб-платформу KBase. Этот протокол позволяет ученым как генерировать предполагаемые геномы из организмов, встречающихся только в окружающей среде, так и анализировать их с помощью инструментов, чтобы понять, кто они, что они делают, с кем взаимодействуют и их роль в экосистеме.
Дополнительная информация:
Дилан Чивиан и др., Извлечение генома, собранного в метагеноме, и анализ микробиомов с использованием KBase, Природные протоколы (2022). DOI: 10.1038/s41596-022-00747-х
Предоставлено Министерством энергетики США.
Цитата: Обнаружение уникальных микробов стало проще благодаря новой программной платформе (30 января 2023 г.), получено 30 января 2023 г. с https://phys.org/news/2023-01-unique-microbes-easy-software-platform.html.
Этот документ защищен авторским правом. За исключением любой честной сделки с целью частного изучения или исследования, никакая часть не может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.
