又雙叒叕!五大數(shù)據(jù)庫(kù)全方位注釋,抗性宏基因組分析項(xiàng)目再次升級(jí)!

????基于宏基因組測(cè)序的抗性基因分析是目前ARGs分析的重要手段,五大數(shù)據(jù)庫(kù)全面注釋分析,一網(wǎng)打盡ARGs、MRGs、BRGs、MGEs、致病菌注釋。
????項(xiàng)目報(bào)告不僅包含抗性基因的多樣性、豐度和分布模式,還能獲得包括抗性組變化驅(qū)動(dòng)因素、指示基因識(shí)別、抗性組變化分子機(jī)制、抗性基因風(fēng)險(xiǎn)排序、臨床抗性基因分析等在內(nèi)的一系列深入研究結(jié)果,能夠滿足廣大科研工作者的需求。分析及作圖可直接用于文章發(fā)表。
五大數(shù)據(jù)庫(kù)全方位注釋挖掘樣本中的抗性基因,包括:
抗生素基因注釋
? ? ?SARG(the structured ARG reference database)數(shù)據(jù)庫(kù),其由ARDB和CARD整合而成,目前更新到v2.3版本,是已知的最為完整的抗生素抗性基因數(shù)據(jù)庫(kù),根據(jù)不同基因抵抗抗生素的類型和基因的進(jìn)化關(guān)系,將所有抗生素抗性基因分為type和subtype兩個(gè)層級(jí),其中type為基因所抵抗的抗生素類型(例如四環(huán)素抗性基因、磺胺抗性基因等),subtype為具體的抗性基因(例如tetA、sul1等)。
金屬抗性基因(MRG)注釋
????BacMet數(shù)據(jù)庫(kù)全稱為antibacterial biocide and metal resistance genes database(抗菌殺菌劑與金屬抗性基因數(shù)據(jù)庫(kù))。BacMet提供了用于鑒定蛋白質(zhì)和DNA序列(包括全基因組)中的殺菌劑和金屬抗性基因的工具。我們下載數(shù)據(jù)庫(kù)的基因集并手工整理出23種金屬抗性基因(Aluminium(Al),Antimony(Sb),Arsenic(As),Bismuth(Bi),Cadmium(Cd),Chromium(Cr),Cobalt(Co),Copper(Cu),Gallium(Ga),Gold(Au),Iron(Fe),Lead(Pb),Magnesium(Mg),Manganese(Mn),Mercury(Hg),Molybdenum(Mo),Nickel(Ni),Selenium(Se),Silver(Ag),Tellurium(Te),Tungsten(W),type,Vanadium(V),Zinc(Zn)),建立MRG數(shù)據(jù)庫(kù)并對(duì)預(yù)測(cè)的基因使用blastp注釋。
殺菌劑抗性基因(BRG)注釋
????BacMet數(shù)據(jù)庫(kù)全稱為antibacterial biocide and metal resistance genes database(抗菌殺菌劑與金屬抗性基因數(shù)據(jù)庫(kù))。BacMet提供了用于鑒定蛋白質(zhì)和DNA序列(包括全基因組)中的殺菌劑和金屬抗性基因的工具。數(shù)據(jù)庫(kù)中的基因可以通過(guò)瀏覽選項(xiàng)訪問(wèn),其中人們可以通過(guò)他們賦予抗性的化合物或通過(guò)其名稱來(lái)瀏覽基因。我們下載數(shù)據(jù)庫(kù)的基因集并手工整理出62種殺菌劑抗性基因,建立BRG數(shù)據(jù)庫(kù)并對(duì)預(yù)測(cè)的基因使用blastp注釋。
細(xì)菌致病菌毒力因子(VFDB)注釋
????VFDB數(shù)據(jù)庫(kù)全稱為Virulence Factors of Pathogenic Bacteria,用于專門研究致病細(xì)菌、衣原體和支原體致病因子的數(shù)據(jù)庫(kù)。來(lái)源于微生物,并對(duì)微生物自身侵染和引起特定宿主疾病具有促進(jìn)作用的物質(zhì)稱為毒力因子(virulent factor),主要包括細(xì)菌毒素、調(diào)節(jié)細(xì)菌粘附作用的細(xì)胞表面蛋白、對(duì)細(xì)菌本身具有保護(hù)作用的蛋白、細(xì)胞表面碳水化合物以及具有細(xì)菌致病性的水解酶等。
可移動(dòng)基因單元(MGE)注釋
????Mobile Genetic Elements數(shù)據(jù)庫(kù),為Parnnnen等于2018年建立的可移動(dòng)基因單元參考基因數(shù)據(jù)庫(kù),包含278個(gè)不同的基因和超過(guò)2000條參考序列,我們根據(jù)其基因結(jié)構(gòu)和進(jìn)化關(guān)系,將所有可移動(dòng)基因單元分為type和subtype兩個(gè)層級(jí),其中type為可移動(dòng)基因單元類型(例如質(zhì)粒、整合子等),subytpe為具體的基因(例如intI1、tnpA等)。
致病菌注釋
????根據(jù)最新發(fā)表的MBPD病原菌數(shù)據(jù)庫(kù),從含有功能基因的contigs中提取相關(guān)條目。(https://github.com/LorMeBioAI/MBPD)
本次全新升級(jí)的宏基因組抗性基因分析流程如下:

整個(gè)分析方案共包含12大類,共計(jì)超過(guò)50項(xiàng)的分析內(nèi)容!部分分析結(jié)果展示
1、抗性基因多樣性分析


2、抗性基因豐度分析


3、核心基因集分析



4、樣本比較分析



5、相關(guān)性分析分析


6、指示基因識(shí)別

7、環(huán)境因子關(guān)聯(lián)


圖 隨機(jī)森林分析識(shí)別關(guān)鍵環(huán)境因子
8、抗性組變化機(jī)制分析


9、抗性基因作用機(jī)制分析

10抗性基因風(fēng)險(xiǎn)排序分析

11、臨床抗性基因分析
