Bilgi

Diğer hayvan sınıfları için metagenom nasıldır?

Diğer hayvan sınıfları için metagenom nasıldır?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Son zamanlarda, sağlıklı bir insan vücudu için gerekli olan mikrobiyom veya metagenom olarak adlandırılan insan olmayan birçok hücre hakkında çok fazla tartışma oldu. Bunun çoğu bağırsak mikrobiyomundadır. Örneğin bu soruya bakın.

NIH'deki İnsan Mikrobiyom Projesi, insan vakası için bunun özelliklerini henüz ölçmeye başladığımızı vurguluyor.

Bunun tüm memeli türleri için benzer şekilde geçerli olduğunu varsayıyorum ve daha ne kadar ilerisini bilmiyorum. Balıklar, oldukça farklı bir bağırsak da dahil olmak üzere, memelilerden oldukça farklı bir vücut planına sahiptir. Ve koelenteratlar, yine bağırsak da dahil olmak üzere birçok yönden daha da farklı bir vücut planına sahiptir.

Tipik bir balık, bir insan kadar büyük bir mikrobiyota mı bağımlıdır? Bununla ilgili çok şey biliniyor mu? Denizanası ne olacak?


Bunun için bir cevabın birden fazla kısmı var.

1) Bağırsakta sadece bir mikrobiyom yoktur. Yani genel olarak mikrobiyomlar çok çeşitlidir. Pullardaki bir balık mikrobiyomu elbette insan derisindekinden çok farklı olacaktır.

2) Bağırsak mikrobiyomları da farklı ekolojik nişlerde olduğu gibi hem taksonomik hem de fonksiyonel içerik olarak oldukça farklıdır.

3) Şimdi hayal edebildiğim hemen hemen her tür organizma için mikrobiyom çalışmaları var. Balıklar, böcekler, yılanlar, adını siz koyun. Mikrobiyomlarının çeşitliliği ve bileşimi bakımından farklılık gösterirler, ancak aynı zamanda kullanılan yöntemler ve veri tabanları da farklıdır, bu nedenle onları karşılaştırmak zordur.

4) İyi çalışılmış mikrobiyomlardan ne kadar uzaklaşırsak, sınıflandırma ve işlev atamamız o kadar az spesifik olacaktır, çünkü daha önce karşılaştırılabilir yeterli mikrop görmedik. Böylece daha fazla bilgi "karanlık maddede" gizlenecektir (metagenomikte: bir taksona ve/veya işleve atanmamış okumalar).

Ne yazık ki şu ana kadar herhangi bir denizanası mikrobiyomu bilmiyorum. Vücutları (bildiğim kadarıyla) deniz suyu (-> çevreleri) için çok daha "geçirgen" görünüyor ve bu nedenle, bağırsaklarına karşılık gelen her şeyde genellikle suda yaşayan bakterilere sahip olacaklarını düşünürdüm. Deniz mikrobiyomunun çok çeşitli olduğu ve çok az çalışıldığı söyleniyor, ancak bu büyük boşluğu mümkün olan en iyi şekilde kapatmak için Küresel Okyanus Örnekleme Günü gibi harika projeler var.


Metagenomik Üzerine Bir Astar

Üyelik Topluluğu Deniz Mikrobiyal Ekolojisi Araştırma ve Analizi için Siber Altyapı, California Telekomünikasyon ve Bilgi Teknolojileri Enstitüsü, California San Diego Üniversitesi, La Jolla, California, Amerika Birleşik Devletleri

Üyelikler Topluluğu Deniz Mikrobiyal Ekolojisi Araştırma ve Analizi için Siber Altyapı, California Telekomünikasyon ve Bilgi Teknolojisi Enstitüsü, California San Diego Üniversitesi, La Jolla, California, Amerika Birleşik Devletleri, Biyoinformatik ve Sistem Biyolojisi Programı, Burnham Tıbbi Araştırma Enstitüsü, La Jolla , Kaliforniya, Amerika Birleşik Devletleri

Üyelikler Mikrobiyoloji Bölümü, Miami Üniversitesi, Oxford, Ohio, Amerika Birleşik Devletleri, Bilgisayar Bilimi ve Yazılım Mühendisliği Bölümü, Miami Üniversitesi, Oxford, Ohio, Amerika Birleşik Devletleri


Yeni Metagenomik Bilimi

Bu kitabı kendi blogunuza, web sitenize veya uygulamanıza yerleştirmek için aşağıdaki HTML kodunu kopyalayın.

Ön yayın nedir?

Düzeltilmemiş bir kopya veya ön yayın, kitabın düzeltilmemiş bir kanıtıdır. Komitenin bulgularına zamanında erişimi kolaylaştırmak için ön yayınlar yayınlıyoruz.

Ön sipariş verdiğimde ne olur?

Bu kitabın son hali henüz yayımlanmadı. Kitabın bir kopyasını ön sipariş verebilirsiniz ve hazır olduğunda size göndereceğiz. Gönderilene kadar kitap için sizden ücret almayacağız. Ön sipariş verilen bir kitap için fiyatlandırma tahminidir ve değişebilir. Tüm geri siparişler, belirlenen nihai fiyattan serbest bırakılacaktır. Nezaket olarak, fiyat 3,00$'dan fazla artarsa ​​sizi bilgilendireceğiz.

Fiyat düşerse, sadece daha düşük fiyatı talep edeceğiz.

Uygulanabilir indirimler uzatılacaktır.

NAP'den e-Kitap İndirme ve Kullanma

E-Kitap nedir?

Bir e-kitap, e-okuyucu cihazları ve Amazon Kindle veya Apple iBooks gibi uygulamalarla kullanılması amaçlanan iki dosya biçiminden biridir.

Bir e-Kitap neden bir PDF'den daha iyidir?

PDF, basılı kitabın dijital bir temsilidir, bu nedenle çoğu e-okuyucu programına yüklenebilmesine rağmen, yeniden boyutlandırılabilir metne veya gelişmiş, etkileşimli işlevselliğe izin vermez. E-Kitap, e-okuyucu cihazları ve uygulamaları için optimize edilmiştir; bu, yeniden boyutlandırılabilir metin ve etkileşimli özellikler (varsa) dahil olmak üzere bir PDF'den çok daha iyi bir dijital okuma deneyimi sunduğu anlamına gelir.

E-Kitap dosyalarını nereden edinebilirim?

e-Kitap dosyaları artık NAP.edu web sitesinde çok sayıda rapor için mevcuttur. Bir e-Kitap varsa, kitap sayfasında satın alma seçeneğini görürsünüz.

Yayın Türleri

Konsensüs Çalışma Raporu: Ulusal Bilimler, Mühendislik ve Tıp Akademileri tarafından yayınlanan Uzlaşı Çalışma Raporları, bir uzman yazar komitesi tarafından çalışmanın görev beyanına ilişkin kanıta dayalı fikir birliğini belgelemektedir. Raporlar genellikle komite tarafından toplanan bilgilere ve komitenin müzakerelerine dayanan bulguları, sonuçları ve tavsiyeleri içerir. Her rapor, titiz ve bağımsız bir akran değerlendirme sürecine tabi tutulmuştur ve Ulusal Akademilerin görev bildirimi konusundaki konumunu temsil etmektedir.

Katkıda Bulunanlar

Açıklama

Onları genellikle göremesek de, mikroplar insan yaşamının her parçası için, hatta Dünya'daki tüm yaşam için gereklidir. Gelişmekte olan metagenomik alanı, modern mikrobiyolojiyi dönüştürecek ve tıp, tarım, alternatif enerji, çevresel iyileştirme ve diğer birçok alanda pratik uygulamalara yol açacak mikrobiyal dünyayı keşfetmenin yeni bir yolunu sunuyor. Metagenomik, araştırmacıların bir ortamdaki tüm mikropların genomlarına aynı anda bakmalarına izin vererek, tüm mikrobiyal topluluğun ve içindeki karmaşık etkileşimlerin "meta" bir görünümünü sağlar. Laboratuarda yetiştirilebilecek birkaç mikrop üzerinde - her seferinde bir tane olmak üzere - çalışmaya dayanan geleneksel araştırma tekniklerinin ötesinde bir kuantum sıçraması. Ulusal Bilim Vakfı, Ulusal Sağlık Enstitülerinin beş Enstitüleri ve Enerji Departmanı'nın talebi üzerine Ulusal Araştırma Konseyi, mevcut metagenomik durumunu ele almak ve mevcut araştırmacıların karşılaştıkları engelleri belirlemek için bir komite kurdu. alanı en iyi şekilde desteklemek ve başarısını teşvik etmek. Yeni Metagenomik Bilimi teknolojiyi ilerletmek ve alanı ilerletmek için gereken standart uygulamaları geliştirmek için az sayıda büyük ölçekli metagenomik projelerinin yanı sıra birçok orta ve küçük ölçekli projeden oluşan bir "Küresel Metagenomik Girişimi" kurulmasını tavsiye eder. Rapor ayrıca veritabanı ihtiyaçlarını, metodolojik zorlukları ve bu yeni alanı desteklemede disiplinler arası işbirliğinin önemini ele alıyor.

Konular

Önerilen Atıf

Bu alıntıyı şuraya aktarın:

Yayın Bilgileri

BİR BAKIŞTA KAYNAKLAR

İçindekiler

Bağlantılar

Ses

Telif Hakkı Bilgileri

Ulusal Akademiler Basını ve Ulaştırma Araştırma Kurulu, içeriğimizi yeniden kullanmak için çeşitli seçenekler sunmak için Telif Hakkı Onay Merkezi ile ortaklık kurdu. Şunlar için izin isteyebilirsiniz:

  • Başka bir yayında, sunumda veya başka bir ortamda yeniden yayınlama veya görüntüleme
  • Basılı veya elektronik ders materyallerinde ve tezlerde kullanım
  • Güvenli intranet veya extranet aracılığıyla elektronik olarak paylaşın
  • Ve dahası

Çoğu Akademik ve Eğitim amaçlı kullanım için, bir lisans almanız ve lisans hüküm ve koşullarına uymanız gerekmesine rağmen hiçbir telif ücreti alınmaz.

Tercüme ve Diğer Haklar

Çalışmalarımızı tercüme etmek için nasıl izin isteneceği hakkında bilgi ve haklarla ilgili diğer sorular için lütfen buraya tıklayın.

Copyright.com Müşteri Hizmetleri

Copyright.com hizmetini kullanmayla ilgili sorularınız için lütfen iletişime geçin:

İstatistikler yükleniyor Yeni Metagenomik Bilimi: Mikrobiyal Gezegenimizin Sırlarını Ortaya Çıkarmak.


Metagenomik Bize Ne Öğretiyor ve Neler Eksik?

Av tüfeği metagenomik dizilimi, karmaşık mikrobiyal toplulukların çeşitliliğini ve işlevini tespit etme ve karakterize etme yeteneğimizde devrim yarattı. Bu derlemede, metagenomik veri analizinin zorluklarını vurgularken, filum ve fonksiyonel içerik genelinde türlerin ve türlerin daha fazla çözünürlüğü gibi şu anda mevcut analitik araçlar kullanılarak yapılabilecek sonuçların genişliğinin yanı sıra metagenomik kullanmanın yararlarını vurguluyoruz. Model organizmalara kıyasla çevresel bakteriler için işlevsel veri tabanlarının eksikliği ve metagenom montajının teknik zorlukları ve heterojen çevresel örneklerde fazlama göz önüne alındığında, açıklama işlevinde büyük zorluklar devam etmektedir. Gelecekte, teknoloji ve metodolojideki iyileştirmeler ve yenilikler, maliyetlerin düşmesine yol açacaktır. Birden fazla teknolojik platform kullanarak veri entegrasyonu, metagenomlardan nasıl yararlanılacağının daha iyi anlaşılmasına yol açacaktır. Daha sonra, sadece karmaşık mikrobiyomları karakterize etmekle kalmayacak, aynı zamanda sağlık, tarım ve çevresel sürdürülebilirlik için müreffeh sonuçlar elde etmek için toplulukları manipüle edebileceğiz.


Metagenomik Bize Ne Öğretiyor ve Neler Eksik?

Av tüfeği metagenomik dizilimi, karmaşık mikrobiyal toplulukların çeşitliliğini ve işlevini tespit etme ve karakterize etme yeteneğimizde devrim yarattı. Bu derlemede, metagenomik veri analizinin zorluklarını vurgularken, filum ve fonksiyonel içerik genelinde türlerin ve türlerin daha fazla çözünürlüğü gibi şu anda mevcut analitik araçlar kullanılarak yapılabilecek sonuçların genişliğinin yanı sıra metagenomik kullanmanın yararlarını vurguluyoruz. Model organizmalara kıyasla çevresel bakteriler için işlevsel veri tabanlarının eksikliği ve metagenom montajının teknik zorlukları ve heterojen çevresel örneklerde fazlama göz önüne alındığında, açıklama işlevinde büyük zorluklar devam etmektedir. Gelecekte, teknoloji ve metodolojideki iyileştirmeler ve yenilikler, maliyetlerin düşmesine yol açacaktır. Birden fazla teknolojik platform kullanarak veri entegrasyonu, metagenomlardan nasıl yararlanılacağının daha iyi anlaşılmasına yol açacaktır. Daha sonra, sadece karmaşık mikrobiyomları karakterize etmekle kalmayacak, aynı zamanda sağlık, tarım ve çevresel sürdürülebilirlik için müreffeh sonuçlar elde etmek için toplulukları manipüle edebileceğiz.


Sonuçlar

İnsanlar ve hayvanlar da dahil olmak üzere ortamlarda derinlemesine sıralanmış metagenomlarda antibiyotik dirençlerinin ve taksonların genel yapısını ve çeşitliliğini tahmin etmek için bilinen genler üzerindeki veritabanlarını kullandık. En önemlisi, ilaç kirliliğine maruz kalan ortamlar, hava ve atık su/çamur gibi birçok dış ortamın, direnç gelişimi ve/veya ARG'lerin iletimi için sıcak noktalar olarak hizmet etme potansiyelini tanımladık. Ek olarak, sonuçlarımız bu ortamların henüz bilinmeyen ARG'lerin mobilizasyonunda ve bunların insan patojenlerine daha fazla bulaşmasında önemli roller oynayabileceğini göstermektedir. Birlikte ele alındığında, risk azaltıcı eylemler için rehberlik sağlamak amacıyla, ilaç endüstrilerinden atık deşarjları için katı düzenleyici önlemler öneriyoruz ve antibiyotik direncinin bulaşmasında havaya daha fazla dikkat edilmesini teşvik ediyoruz.


Eşleştirilmiş veriler için standartlar

PoDP'nin amacı, genel metabolomik veri kümelerini genomik kökenlerine bağlamaktır. PoDP, herhangi bir metabolomik veya genomik veri kümesini saklamaz, ancak genomik ve metabolomik topluluklar tarafından halihazırda onaylanmış ve kullanılan mevcut genel veri tabanlarında ve platformlarda omik veri kümesi çiftlerini tanımlayan meta verileri yakalar. PoDP, kolay ve hızlı veri girişi için altı bölümlü bir formdan oluşur (Şekil 1). Meta veriler, Kitlesel erişimleri veya MetaboLights çalışma tanımlayıcısı ile tanımlanan birden çok ilgili deneyden oluşabilen projelerde düzenlenir. Bu deneylerde kullanılan (meta)genom(lar)ın tümü, bir genel veri tabanı tanımlayıcısı (örneğin, bir NCBI GenBank erişim numarası veya JGI Genom Kimliği) aracılığıyla aynı projeye eklenebilir ve kullanıcı, hatırlaması kolay genom etiketleri oluşturur. her (meta)genom için. Numune hazırlama ve veri toplama hakkında bilgi içeren minimal meta veriler, modüler bir şekilde kaydedilir ve tek bir proje içinde birden fazla deneysel kuruluma izin verir. Ayrıca, BioSample erişim kimlikleri aracılığıyla, başka bir yerde depolanan meta veriler (meta)genom(lar)a da bağlanabilir. Kullanıcı tanımlı meta veri etiketleri ayrıca, belirli bir MS spektrumu seti için bir URL'nin bir genom-metabolom bağlantısı oluşturmak için genom etiketi ve meta veri etiketleri ile bağlantılı olduğu bağlama adımında kolay geri çağırma için kullanılır. Bir BGC–MS/MS bağlantısı oluşturmak için, aynı veya benzer BGC için bir MIBiG tanımlayıcısı bir MS/MS URL'si ve bir moleküler ailedeki tek bir ölçülen molekülün veya moleküler ağ düğümlerinin (benzersiz ölçülen molekülleri temsil eden) tarama sayısı ile bağlanabilir (benzer parçalanma modelleriyle tanımlanan yapısal olarak ilişkili bir grup molekül). Böylece bu yaklaşım, PoDP'de bir BGC-MS/MS bağlantısı oluşturmak için doğrulanmış gen kümelerinin MIBiG deposuna gönderilmesini uyarır.

PoDP, halka açık depolarda depolanan genomik ve metabolomik verileri minimal meta veriler eşliğinde birbirine bağlar. Platform, temel gönderici bilgilerinin yanı sıra metabolom ve genom verilerinin erişim numaralarını belgeler. Temel deneysel ayrıntıların standartlaştırılmış günlüğü, kullanıcıların veri kümelerini daha iyi aramasını ve karşılaştırmasını sağlar ve kullanıcı tanımlı genom etiketleri ve deneysel ayrıntılar (bölüm 3 ve 4), birden çok bağlantının doğrudan gönderilmesini sağlar. Platformun çekirdeği, genomik ve metabolomik veri kümeleri arasındaki bağlantılardan ve BGC'ler ile MS/MS spektrumları arasındaki veri entegrasyonunu kolaylaştıran bağlantılardan oluşur. PMID, PubMed ID OD, optik yoğunluk CE, çarpışma enerjisi SMILES, basitleştirilmiş moleküler girişli hat girişi IUPAC, Uluslararası Saf ve Uygulamalı Kimya Birliği MS 2, MS/MS parçalanması.

Çeşitli araştırma gruplarından bir grup ilk kullanıcıdan yinelemeli geri bildirim alarak, PoDP'deki gerekli meta verileri, toplulukla ilgili genomik ve metabolomik veriler arasında anlamlı bağlantılar kurmak için gereken minimum bilgilere indirdik. Herhangi bir deneydeki ilgili değişkenlerin tamamını standartlaştırılmış ve makine tarafından okunabilir bir formatta yakalamak, çok karmaşık ve sıkıcı bir veri giriş sürecine yol açacaktır. Bu nedenle, gelecekteki büyük ölçekli analizler için makine tarafından okunabilirliği koruyarak esnek ve kullanıcı dostu veri girişi arasında bir denge kuruldu. MS tarafından üretilen, çıkarılan ve tespit edilen metabolitleri önemli ölçüde etkileyebilecek yalnızca en alakalı bilgileri standartlaştırıp ontolojilere bağlayarak, gönderim için gereken bir dizi minimum meta veriye ulaştık.

Verilerin makine tarafından okunabilirliğini sağlamak için, mümkün olan her yerde yanıt seçeneklerini standart hale getirmek için ontolojiler kullanılır. Bu, küresel bir topluluğun belirli bir meta veri parçası için aynı terimi kullanabilmesini ve analiz edilecek doğru ve anlamlı veri seçimleri yapmak için bu ontolojileri kullanabilmesini sağlar. Örneğin, araştırmacılar yalnızca kültür için triptik soya suyu kullanan veri kümelerini veya yalnızca suda yaşayan omurgasızlardan türetilen metagenomik veri kümelerini veya MS verilerinin pozitif iyonizasyon modunda elde edildiği eşleştirilmiş veri kümelerinin yalnızca bir kısmını güvenilir bir şekilde seçip elde edebilir. Tüm olasılıkların standart ontolojiler tarafından yakalanamadığı çok sayıda seçeneğe sahip meta veri kategorileri için, daha fazla açıklama için bir “Diğer” kategorisi sağlanmıştır. "Diğer" kutularına girilen serbest metin, doğası gereği makine tarafından okunamaz, ancak kullanıcı tarafından özelleştirme seçeneği sunar ve eşleştirilmiş verilerin önemli ancak standartlaştırılmamış kayıtlarının tutulmasına yardımcı olabilir. Ayrıca, belirli verileri içeren projeleri bulmak için “Diğer” kutuları dahil tüm alanlar aranabilir.


MALZEMELER VE YÖNTEMLER

Veri kümeleri

Modeli eğitmek için, NCBI Refseq Genomes FTP'den (ftp://ftp.ncbi.nlm.nih) indirdiğimiz Bakteri krallığındaki organizmaların hem kromozomları (1961) hem de plazmitleri (7604) dahil olmak üzere 9,565 fasta dizisi kullandık. .gov/genomes/refseq) aşağıdaki kriterlere dayalıdır: (i) genom, 'temsilci genom' olarak işaretlenmiştir (ii) genom, belirli bir tür için 'Tam genom' (iii) yalnızca en üst düzeyde derleme düzeyindeydi -güncel dizi indirildi. Ek olarak, plazmit dizileri ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/refseq/plasmid/ adresinden indirildi. Taksonomik bilgiler, NCBI FTP'den Assembly_summary.txt dosyasında sağlanan takson_id temelinde R'deki rentrez (Winter, 2016, https://CRAN.R-project.org/package=rentrez adresinde mevcuttur) paketi kullanılarak elde edildi ve ökaryotik, arkeal ve viral dizileri filtrelemek için ayrıca manuel olarak küratörlüğünü yaptı. Eğitim dizileri daha sonra hem tüm genom dizilerinde hem de Refseq plazmit veritabanında meydana gelen plazmitleri çıkarmak için tekilleştirildi. Eğitim için kullanılan tüm tam uzunluktaki diziler Ek Tablo S1'de listelenmiştir. Bir sonraki adımda, tüm diziler, sırasıyla bireysel kromozomların ve plazmitlerin dizi uzunluğunun %5 veya %75'ini kaplayan 5, 10 veya 50 kb uzunluğunda daha küçük parçalara rastgele bölünmüştür. 10 kb eğitim veri setine dahil edilmeyen kalan diziler, minimum 1 kb uzunluğa sahip olacak şekilde filtrelendi ve daha sonraki performans analizleri için kullanıldı. Bu doğrulama veri seti, uzunlukları 1 ila 1580 kb arasında değişen 61 221 dizi parçası içeriyordu. Tüm dizi fragmanları, orijin (plazmit/kromozom) ve taksonomik (filum) bilgileri kullanılarak etiketlendi (aşağıdaki ayrıntılara bakın).

Yaklaşımımızı test etmek için, aşağıdakileri içeren referans plazmidom verilerini kullandık: (i) MG-RAST'tan indirilen sığır rumen plazmidom düzeneği (Brown Kav veri seti) ( 18) ( 32) (katılım 4460391.3) (ii) MG-RAST'tan (katılım 4474000.3) indirilen aktif çamur sistemi tertibatının ( 33) plazmit metagenomu (iii) NCBI Kısa Okuma Arşivi (SRA) (SRP007256.1 katılım) ve ftp://ftp.cebitec adresinden indirilen atık su arıtma tesisinden (Szczepanowski veri seti) (12) SPAdes 3.9.1 ( 34) (iv) plazmitleri kullanılarak birleştirildi .uni-bielefeld.de/pub/supplements/SzczepanowskiEtAl_Insight_JournalBiotech_2008.zip ham olarak okunur ve SPAde'ler kullanılarak birleştirilir, kaliteli veri eksikliği nedeniyle yalnızca montajcı seçeneğiyle.

Sunulan yazılımın yeni sıralanmış genomik verilere uygulanabilirliği, yakın zamanda yayınlanan veriler kullanılarak değerlendirildi. Aeromonalar sp. 023A ( 35), SPAde'ler kullanılarak bir araya getirilmiş ve aşağıdaki kriterlere uyan Refseq veri tabanında mevcut olan taslak genomik dizilimler: (i) genom 'temsilci genom' olarak işaretlenmiştir (ii) genom, 'İskele' montaj seviyesindeydi veya 'Contig' ve (iii) belirli bir tür için yalnızca en güncel dizi indirildi. Arredondo-Alonso'da açıklanan çeşitli sayıda plazmit içeren 42 bakteri genomu seti kullanılarak ek bir test yapıldı. ve diğerleri (31). Ek Tablo S2'de genomların ve bunların erişimlerinin bir listesi verilmiştir. Her genom için ham dizileme verileri SRA'dan indirildi ve SPAdes 3.9.1 kullanılarak birleştirildi. Referans montaj dizileri GenBank'tan indirildi.

Metagenomik verilerin değerlendirilmesi, Kowary'deki (KOW) terk edilmiş bir uranyum madeninden ve Polonya'daki Zloty Stok'taki (ZS) bir altın madeninden gelen maden sularında yaşayan mikrobiyal matlardan elde edilen diziler kullanılarak yapıldı. MG-RAST'ta bulunan ham okumalar (Ek Tablo S3'teki erişim numaraları), SPAdes 3.9.1 (34) kullanılarak birleştirildi.

Sıra işleme ve sinir ağı eğitimi

Eğitim veri setinin hazırlanması, sinir ağı eğitimi ve dizi sınıflandırması ile ilgili ana adımları gösteren bir akış şeması Şekil 1'de sunulmaktadır.


Arka plan

İnsan nüfusundaki hızlı büyüme, sanayileşme ve kentleşme ile nehirlerdeki kirlilik seviyeleri büyük ölçüde artmıştır. İnsan nüfusunun ihtiyaçlarını karşılamak için tatlı suya ihtiyaç duyulmaktadır, ancak evsel, endüstriyel ve tarımsal atıkların tatlı su kaynaklarına boşaltılması suyun hızla bozulmasına neden olmuştur. Dışkı atıkları, endüstriyel atıklar, yağlar, gres, plastikler, plastikleştiriciler, aromatikler, pestisitler ve ağır metaller dahil olmak üzere çok çeşitli arıtılmamış organik ve inorganik kirleticiler nehirlere deşarj edilmektedir. Sonuç olarak, birçok nehir, ekosistem için büyük bir tehdit oluşturan kanalizasyon taşıyan kanalizasyona dönüştürüldü. Benzer bir senaryo, birkaç büyük nehrin insan nüfusunu ve çevredeki ekosistemi etkileyen yüksek düzeyde kirlilik gösterdiği Hindistan'da mevcuttur [1,2,3,4,5].

Ganj nehrinin en uzun kolu olan Yamuna, Hindistan'daki en kirli nehirler arasındadır [6, 7]. Yamunotri buzulundan kaynaklanır, 1376 km boyunca akar ve Allahabad'da Ganj'a karışmaz. Yamuna, Delhi bölgesindeki 18 ana kanaldan deşarj alıyor (Merkezi Kirlilik Kontrol Kurulu (CPCB) 2015). Dışkı atıkları, hastane atıkları ve diğer evsel atıklar ve endüstriyel atıklardan oluşan kentsel yüzey akışlarının arıtılmamış deşarjı, kirliliğin başlıca nedenleri olup, nehirdeki organik yükte, toksik kimyasallarda ve ağır metallerde artışa neden olmaktadır [8, 9]. ]. Yamuna'nın su değerlendirme raporlarına göre, 2016 yılında Yeni Delhi'deki bir tesiste 0.1–1.1 mg/l DO, 29–67 mg/l BOİ ve 230.000–160.000.000 MPN/100 ml koliform içeriği gözlemlendi (CPCB 2017). Düşük çözünmüş oksijen seviyeleri ve çok yüksek BOİ seviyeleri nehir suyunun bozulan kalitesinin göstergeleridir.

Mikroplar, sucul ekosistemlerin temel bileşenleridir ve geniş bir metabolik gen dizisine sahiptirler ve biyojeokimyasal döngünün ana ajanlarıdır [10]. Bununla birlikte, Yamuna gibi kirli bir nehirdeki bakteri toplulukları, nehirde bulunan birikmiş organik yük, toksik kimyasallar, ksenobiyotikler ve ağır metaller üzerinde gelişirler. Böyle bir ortamda, bakteriyel mikrobiyomun, organik bileşikler, toksik maddeler ve ksenobiyotikler dahil olmak üzere çeşitli kirleticileri parçalayabilen genlere sahip olması beklenir. Ayrıca, kentsel deşarj, Yamuna Nehri'ne karışan alıcı kanallarda antibiyotik birikimine de yol açar [11,12,13,14,15]. Ampisilin, Siprofloksasin, Gatifloksasin, Sparfloksasin ve Cepuroxime gibi antibiyotikler Yeni Delhi bölgesindeki Yamuna nehrinde farklı bölgelerde tespit edilmiştir [15]. Antibiyotiklerin tespiti ve çok sayıda kanalizasyon kanalının nehre boşaltılması, Yamuna'da yaşayan bir resistome havuzunun varlığına işaret ediyor [16]. Bununla birlikte, Hindistan'da büyük bir nüfus için önemli bir su kaynağı olan nehirdeki ARG'lerin yaygınlığı hakkında çok az şey bilinmektedir.

Yamuna gibi kirlenmiş tatlı su kaynaklarındaki topluluk yapısındaki ve işlevindeki dinamikleri anlamak, insan uygulamalarının su ekosistemleri üzerindeki etkisinin belirlenmesine yardımcı olur. Yamuna nehrinin benzersiz çevresel özellikleri ve ötrofikasyonun varlığı, onu bu nehir için zayıf bir şekilde karakterize edilen bakteri topluluk yapısını keşfetmek için ayrı bir çalışma alanı haline getirir. Bu nedenle, mevcut çalışma, metagenomik yaklaşımlar kullanarak Yamuna Nehri suyunda bulunan bakteri topluluklarını tanımlar. Yamuna'daki kirlilik seviyeleri, muson öncesi ve muson sonrası zaman arasında büyük farklılıklar göstermektedir. Bu nedenle, nehrin bakteri çeşitliliğini yakalamak ve iki mevsim arasındaki farklılıkları anlamak için metagenomik değerlendirmeler iki zaman noktasında gerçekleştirilmiştir: Haziran (muson öncesi) ve Kasım (muson sonrası). Bu, Yamuna nehrinden gelen mikrobiyomun bakteriyel çeşitliliği ile birlikte fonksiyonel özelliklere bakış sağlayan ilk çalışmadır. Bu nehir, kanalizasyon suyuyla kirlenmiş bir tatlı su kaynağı olduğundan, Yamuna nehri metagenomunun kanalizasyon ve tatlı su metagenomları ile karşılaştırmalı bir analizi de yapılmıştır.


Bağlantılar

Ulusal Biyoteknoloji Bilgi Merkezi, Ulusal Tıp Kütüphanesi, Ulusal Sağlık Enstitüleri, Bethesda, MD, 20894, ABD

Natalya Yutin, Sofiya Shevchenko, Vladimir Kapitonov ve Eugene V. Koonin

Unité Biologie Moléculaire du Gène chez les Extrêmophiles, Mikrobiyoloji Bölümü, Institut Pasteur, Paris, Fransa

Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.

Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.

Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.

Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.

Bu yazarı PubMed Google Scholar'da da arayabilirsiniz.

Sorumlu yazar


Videoyu izle: Metagenomics. Shotgun metagenomics. Marker gene metagenomics. Microbes. Workflows (Mayıs Ayı 2022).