宏基因组注释咋判断是不是新物种
微生物新物种研究已经没什么大的意义了,除非是很重要的物种而且你能培养出来。通过宏基因组的方法检测到的bin,新物种几乎可以一抓一大把,现在最起码也要是新的目、纲甚至门才可以发文章。
首先来说,通过宏基因组来研究不能培养的生物“暗物质”确实是这几年的一个研究方向,通常的做法就是找稀罕样本,什么深海、深地、极地、高原、盐湖、热泉等,然后通过大量的测宏基因组获得微生物DNA序列,然后通过contigs binning获得bins,也就是基因组草图,初步的对这些bins进行分类,锁定要研究的目标。
一般一个团队基于已有基础都会锁定特定的lineage来研究,例如现在研究古菌比较多,因为古菌未知的还很多,然后下载NCBI+IMG近缘物种的基因组,然后进行比较基因组,搜寻单拷贝共有基因(也可以直接使用已有研究中确定的一些marker set,例如16个核糖体蛋白)。
最后,将这些marker基因的蛋白序列进行比对、串联建树,看你所锁定的这些bins与已知基因组在树上的位置,假如你的bins单独成一个branch,且与其他门类是姊妹分支,那么你的bins很可能是一个新的门。
你想知道你的基因组是什么物种吗?举例几篇文献:
\tTan S, Liu J, Fang Y, et al. Insights into ecological role of a new deltaproteobacterial order Candidatus Acidulodesulfobacterales by metagenomics and metatranscriptomics. The ISME journal, 2019, 13(8): 2044-2057.
\tHua Z-S, Qu Y-N, Zhu Q, et al. Genomic inference of the metabolism and evolution of the archaeal phylum Aigarchaeota. Nature Communications, 2018, 9(1): 28
■网友
显然只能鉴定已知物种啊。未知物种要么你拿到纯菌,要么你拿到完整的全基因组。弄几个元基因组的渣渣怎么可能知道是什么?
■网友
到GenBank里搜,要是没有,那就没办法了,就自己命个名,提交序列吧。宏基因组鉴定出新物种很正常,尤其是环境样品。
■网友
对宏基因组数据分析, 其中很重要的一个就是物种分类, 由于宏基因组测序的是整个样品总DNA, 所以DNA片段是有不同物种混合的, 一般是先组装得到Contig, 然后对Contig做基因预测, 预测到基因后, 然后可以用MEGAN对每个基因做物种注释, 最后对一条Contig上不同基因注释的结果投票得到这个Contig的注释。
所以首先,不是所有的基因或者Contig都可以注释到species水平,很多可能只能到phylum级别。如果完全是新的, 那么这个基因可能只能注释到root, 也就是不知道它是什么类别。
最近几年比较火热的一个方向是用宏基因组的方法拿新物种,基本上是先做genome binning, 拿到 Draft genome, 然后根据Draft genome来进行分类, 我猜测题主想问的应该是这种情况,拿到Draft genome 一般可以构建系统进化树来判定分类。
当然你也有可能发现了一个全新的物种, 这个没什么大不了的, 如果你发现了一个全新的 Phylum, 那就有点屌了, 如果你能够发现一个全新的 Domain (域), 那你应该可以载入史册。
【宏基因组注释咋判断是不是新物种】 祝好运
■网友
可以进行聚簇,将具有相似序列的基因组进行聚簇,构建新的物种集,找一些物种预测的软件进行预测。
■网友
到species水平的数据库都不全..有难度啊 可能要结合实验?
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