海洋和肠道菌群的深处揭开了微生物基因的神秘面纱

网络整理 2019-04-09 12:12

令人惊奇的是,大量微生物基因的成果仍然未知。这种常识差距可以被认为是微生物中的“基因组暗物质”,计较生物学和当前的尝试室技能都无法办理这一差距。

生成的数千个计较预测需要在尝试中举办验证。一旦颠末验证,它们大概会导致新基因的发明,这些新基因可以表明细菌如何塑造我们周围的生态系统以及我们内部的生态系统 - 人类微生物组。

智能预测要领

研究人员开拓了一种新的计较要领,可以或许同时检测数千个宏基因组,并确定可以预测很多微生物基因成果的进化信号。这种要领阐明人类微生物组(譬喻来自肠道或皮肤)和其他宏基因组(譬喻来自泥土或海洋)的“大数据”是基于一种非凡的呆板进修算法:它可以建设“决定树”一次预测数百种差异的成果,找到基因之间的接洽,同时预测它们在微生物细胞中的浸染。

海洋和肠道菌群的深处揭开了微生物基因的神秘面纱

多样性是要害

作者得出结论,通过呆板进修,大量差异的情况使我们可以或许相识微生物中很多差异的基因成果。“像这样的计较要领正在展现微生物基因组中的”暗物质“ - 细菌和古细菌中的大量基因,其成果是一个谜,”苏佩克说。

此刻,生物医学研究所(IRB巴塞罗那)与别的两个跨学科研究中心,即卢布尔雅那(斯洛文尼亚)的IJS和萨格勒布(克罗地亚)的RBI之间的国际相助,已包办理了这一挑战。该研究功效最近颁发在微生物组研究的国际参考文献Microbiome上。该研究由计较生物学家Fran Supek率领,他是巴塞罗那IRB基因组数据科学尝试室的认真人,由斯洛文尼亚和克罗地亚中心隶属计较机科学家Vedrana Vidulin创始。

科学家们发明差异范例的情况可以预测差异范例的基因成果。譬喻,来自海洋的宏基因组可用于预测细菌用于光合浸染的基因。但正如研究人员指出的那样,人体肠道中的细菌无法发明。对比之下,肠道微生物组对付预测涉及疾病成长和酒精代谢以及某些氨基酸预测的生物合成机制的要害基因很是有用,这些预测原来大概更难以利用微生物组来实现。情况。

相识细菌中基因的成果,这些细菌是人体微生物组的一部门 - 我们体内发明的微生物的荟萃 - 很重要,因为这些基因大概表明细菌传染或宿主同居的机制,抗生素抗性或很多效应阳性否认 - 微生物组对人类康健有影响。

“这使算法很是善于不被宏基因组数据中的噪声所疑惑,这意味着它是精确的,而且可以自信地为大量具有未知成果的基因提出生物学浸染。有趣的是,它还提出了很多特另外成果。已经有一些已知脚色的基因,“苏佩克说。

从这项研究中得出的最重要的发明是,人类微生物组和其他宏基因组数据的阐明,譬喻泥土和海洋的数据,使研究人员可以或许分派数百种基因成果,这些基因成果已经逃避了当前的计较基因组学要领。“换句话说,宏基因组使科学家们可以或许看到普通基因组没有的对象,”克罗地亚研究员表明说,他最近得到了欧洲研究理事会(ERC)的扶助。

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