凌恩生物文獻(xiàn)分享|多組學(xué)聯(lián)合,病毒與宿主關(guān)聯(lián)分析又升級了!

????????病毒是地球上數(shù)量最多的生物實體,在調(diào)控宿主群落組成、推動宿主進(jìn)化及影響土壤元素的生物地球化學(xué)循環(huán)等方面起著非常重要的作用。病毒基因組結(jié)構(gòu)簡單,一般只含有單一核酸,探究病毒基因組在病毒的毒力系統(tǒng)、病毒的基因組進(jìn)化與演變歷程方面具有重要意義。

????????傳統(tǒng)意義上有很多用于發(fā)現(xiàn)新病毒的方法,如病毒分離、核酸檢驗、血清學(xué)試驗等,但它們都有一定的局限性。高通量測序技術(shù)突破了傳統(tǒng)技術(shù)方法的局限,可以直接以標(biāo)本中所有的遺傳物質(zhì)為研究對象,從而能夠快速地鑒定出標(biāo)本中存在的病毒,形成了一門研究特定環(huán)境中病毒群落的新興學(xué)科:病毒宏基因組學(xué)(宏病毒組,Virome)。宏病毒組測序是直接以環(huán)境樣本中所有病毒的遺傳物質(zhì)為研究對象,進(jìn)行病毒分析生物學(xué)檢測的技術(shù),能夠快速準(zhǔn)確的鑒定出環(huán)境中所有病毒的組成。
????????凌恩生物基于最新研究方法,在宏病毒組測序結(jié)果的基礎(chǔ)上,聯(lián)合宏基因組binning分析流程,推出全新DNA宏病毒組+宏基因組binning聯(lián)合分析策略。
????????Binning是分箱、聚類,指從微生物群體序列中將不同個體的序列(reads或contigs等)分離開來的過程。簡單來說就是把宏基因組數(shù)據(jù)中來自同一菌株的序列聚到一起,得到一個菌株的基因組,可以達(dá)到菌株水平。基于binning分析策略,得到樣本中的MAGs,對MAGs進(jìn)行物種分類學(xué)注釋,預(yù)測病毒的種類,基于宏基因組binning可以識別、鑒定病毒MAG,可更好反應(yīng)樣本中病毒真實組成和多樣性,并可進(jìn)行樣本內(nèi)細(xì)菌MAGs與病毒之間的相關(guān)性分析,深度解析生境中病毒與宿主之間的相互關(guān)系。


分析結(jié)果展示圖







經(jīng)典文獻(xiàn)示例

題目:大型淡水湖泊噬菌體具有增強好氧甲烷氧化的潛力
期刊:Nature Microbiology
影響因子:30.964
DOI:10.1038/s41564-020-0779-9
????????噬菌體是指能夠感染微生物的病毒,噬菌體基因組大小一般約為40-50kb。那么什么是大噬菌體呢?大于200kb的噬菌體被稱為大噬菌體(Jumbo phage或huge phage)。到目前為止,人體和其他動物腸道內(nèi)發(fā)現(xiàn)的基因組最大的噬菌體是megaphage,約為550 kbp,而自然界中的則約為735 kbp,它們的基因組甚至超過了某些細(xì)菌和古菌的基因組大小。雖然大噬菌體在自然界和動物腸道中廣泛存在,但對它們的代謝潛能以及在地球元素循環(huán)中所扮演的角色卻知之甚少。
????????本研究從2015年至2018年,從加拿大艾伯塔省的尾礦處理熱公戶多個深度收集了28個水體樣品,開展病毒宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組測序研究。
????????研究者基于binning裝箱策略,重建了共9個好氧化甲烷菌的淡基因組。結(jié)合以往研究數(shù)據(jù),本研究分析獲得的22個(其中18個基因組是完整的)基因組大小在159kb至527 kb之間的噬菌體編碼pmoC基因。pmoC基因是顆粒狀甲烷單加氧酶的關(guān)鍵亞基,是自然界中主要的甲烷氧化催化劑。噬菌體相關(guān)的PmoC序列具有高度相似性(90%),并與包括甲烷甲基球菌、甲基囊藻和甲基菌屬在內(nèi)的細(xì)菌甲烷營養(yǎng)菌共存。





參考文獻(xiàn)
[1]Dissecting the role of the human microbiome?in COVID-19 via metagenome-assembled?genomes. Nature Communications, 2022.[2]Genome binning of viral entities from bulk?metagenomics data. Nature Communications, 2022.[3]Large Freshwater Phages with the Potential to Augment Aerobic Methane Oxidation. Nature Microbiology, 2020.