Mon . 19 Oct 2019

Metagenomics

Метагеномика - бұл қоршаған орта үлгілерінен тікелей алынған генетикалық материалды зерттеу. Кең саланы экологиялық геномика, экогеномика немесе қауымдық геномика деп те атауға болады, ал дәстүрлі микробиология және микробтық геномдар секвенирациясы мен геномикасы өсірілген клондық мәдениеттерге сүйенеді, белгілі бір гендік клондар ерте экологиялық жүйеленген. Табиғи үлгіде әртүрлілік профилін жасау үшін көбінесе 16S рРНҚ гені Мұндай жұмыс микробтардың биоалуантүрлілігінің басым көпшілігін өсіруге негізделген әдістер арқылы өткізіп алғандығын анықтады. Соңғы зерттеулер негізінен объективті емес үлгілерді алу үшін «мылтық» немесе ПТР бағытталған реттілікті қолданады. Іріктелген қауымдастықтардың барлық мүшелерінің барлық гендері микроскопиялық өмірдің бұрын жасырын әртүрлілігін аша білу мүмкіндігінің арқасында метагеномика микробиологиялық әлемді көруге арналған қуатты объективті ұсынады, ол бүкіл тіршілік әлемін түсінуді төңкеріс жасау мүмкіндігі бар. ДНҚ реттілігі құлдырауды жалғастыруда қазір агеномика микробты экологияны бұрынғыға қарағанда анағұрлым ауқымды және егжей-тегжейлі зерттеуге мүмкіндік береді. Мазмұны
1 Этимология
2 Тарих
3 Кезеңдер: 31 Мылтық метагеномикасы
32 Жоғары өткізу қабілеттілігі
4 Биоинформатика
41 Кезеңді алдын-ала сүзу
42 Жиналыс
43 Гендерді болжау
44 Түрлердің әртүрлілігі
45 Деректерді біріктіру
46 Салыстырмалы метагеномика
5 Деректерді талдау
51 Қауымдастық метаболизмі - 52 Метатранскриптомика - 53 Вирус - 6 Қолданба - 61 Жұқпалы ауруларды диагностикалау - 62 Ішек микробтарын сипаттау
63 Биоотын
64 Экологиялық қалпына келтіру
65 Биотехнологиялар
66 Ауылшаруашылығы
67 Экология
7 Сонымен қатар қараңыз: 8 Сілтемелер
9 Сыртқы сілтемелер
Этимология
«Метагеномика» терминін алғаш рет Джо Ханделсман, Джон Кларди, Роберт М қолданған. Гудман, Шон Ф Брэйди және басқалары алғаш рет 1998 жылы жарияланды. Метагенома термині қоршаған ортадан шыққан гендер жиынтығын біртіндеп талдауға болады деген ойға сілтеме жасады. Бір геномды зерттеудегі аналогы Жақында Калифорния университетінің зерттеушілері Кевин Чен және Лиор Пачтер Беркли метагеномиканы «қазіргі геномика техникасын жеке түрлерді оқшаулау мен зертханалық өсіруді қажет етусіз қолдану» деп анықтады. Тарих
Кәдімгі секвенирлеу ДНҚ көзі ретінде бірдей жасушалардың мәдениетінен басталады. Алайда, метагеномикалық зерттеулер ертеде көптеген ортада өсіруге болмайтын, сондықтан реттелмейтін микроорганизмдердің үлкен топтары бар екенін көрсетті. РНҚ тізбегі салыстырмалы түрде қысқа, көбінесе бір түрдің ішінде сақталады және жалпы түрлер арасында әр түрлі болады 16S рРНҚ тізбегі кез-келген белгілі мәдени түрлерге жатпайды, бұл оқшауланбаған көптеген ағзалардың бар екендігін көрсетеді. Рибосомалық РНҚ рРНҚ-ны зерттеу тікелей қоршаған ортадан алынған гендер өсіруге негізделген әдістердің 1% -дан азын алатындығы анықталды Үлгідегі бактериалды және архаелдік түрлер. Метагеномикаға деген қызығушылықтың көпшілігі осы ашылулардан пайда болды, бұл микроорганизмдердің басым көпшілігі бұрын-соңды назардан тыс қалғанын көрсетті
Даладағы ерте молекулалық жұмыстарды Норман Р Пейс және оны қолданған әріптестер жүргізді Рибосомалық РНҚ тізбегінің алуан түрлілігін зерттеуге арналған ПТР Бұл серпінді зерттеулерден алынған түсініктер Пейске 1985 жылдан бастап қоршаған ортаның сынамаларынан ДНҚ-ны тікелей клондау идеясын ұсынды. Бұл қоршаған орта үлгісінен көлемді ДНҚ-ны оқшаулау және клондау туралы алғашқы есепті шығарды. 1991 жылы Pace және әріптестері жариялаған Пейс Индиана университетінің биология факультетінде болған кезде, олардың көпшілігі ПТР жалған позитив емес екендігіне кепіл болды және зерттелмеген түрлердің күрделі қауымдастығының болуын қолдады, бірақ бұл әдістеме жоғары консервіленген, зерттелмеген түрлерімен ғана шектелген. -протеинді гендермен кодтайды, бұл ерте микробтық морфологияға негізделген бақылауларды қолдады тәжірибе өсіру әдістерімен белгілі болғаннан гөрі көп ұзамай Healy 1995 жылы құрғақ шөптерде зертханада өсірілген қоршаған орта ағзаларының күрделі мәдениетінен құрылған «зоологиялық кітапханалардан» метагеномикалық оқшаулану туралы хабарлады. Эдвард ДеЛонг далада жұмысын жалғастырды және топтың теңіз үлгілерінен кітапханалар құрудан бастап, 16S дәйектілігіне негізделген экологиялық филогенияның негізін салған жұмысты жариялады. 2002 жылы Мя Брейтбарт, Орман Рохвер және әріптестері қолданды Төменде көрсетілгендей, 200 литр теңіз суының құрамында 5000-нан астам түрлі вирустар бар екендігі көрсетілген қоршаған ортаға мылтықтың реті келтірілген. Келесі зерттеулер адамның нәжісінде мыңнан астам вирустық түрлер бар екенін және теңіз шөгінділерінің килограмына миллионнан астам вирустар, соның ішінде көптеген бактериофагтар бар екенін көрсетті. осы зерттеулердегі вирустар жаңа түрлер болды 2004 жылы Джин Тайсон Джилл Банфилд және Калифорния университетінің әріптестері, Беркли және Біріккен Геном Институты қышқыл шахтасының дренаждық жүйесінен алынған ДНҚ-ны ретке келтірді. Бұл күш бұрын қарсылық көрсеткен аздаған бактериялар мен архейлер үшін геномдарды толық немесе толықтай шығарды. оларды мәдениеттеуге талпыныс
Типтік метагеномдық жобаның ағымдық диаграммасы
2003 жылдан бастап, жеке геномдық жобаның жеке параллельдігінің жетекшісі Крейг Вентер Жер шарын шарлап, жинауды ұйымдастырған Ғаламдық мұхит сынамалары экспедициясының жетекшісі болды. Саяхат барысында метагеномиялық үлгілер Бұл барлық үлгілер жаңа геномдар, сондықтан жаңа организмдер анықталады деп үміттеніп, мылтықты ретке келтіру көмегімен дәйектелген. Саргасода теңізінде жүргізілген пилоттық жоба 2000-ға жуық әр түрлі түрлерден, оның ішінде бактериялардың 148 түрінен ДНҚ тапты. бұрын-соңды көрмеген Венер жер шарын шарлап, Америка Құрама Штаттарының Батыс жағалауын мұқият зерттеп, аяқтады Балтық, Жерорта және Қара теңіздерді зерттеуге арналған екі жылдық экспедицияда сапар барысында жиналған метагеномдық деректерді талдау екі организмнің тобын анықтады, олардың біреуі «той немесе ашаршылық» экологиялық жағдайына бейімделген таксадан тұрады, ал екіншісі салыстырмалы түрде тұрады. аз, бірақ анағұрлым кеңірек және кеңінен таралған такса негізінен планктоннан тұрады. 2005 жылы Стефан С Шустер Пенн мемлекеттік университетінде және әріптестері жоғары өткізу қабілеттілігімен құрылған экологиялық үлгінің бірінші реттік тізімдерін жариялады, бұл жағдайда 454 әзірлеген жаппай параллель пироверценция. Өмір туралы ғылымдар Осы саладағы тағы бір алғашқы құжат 2006 жылы Роберт Эдвардс, Форест Рохвер және Сан-Диего мемлекеттік университетінің әріптестері пайда болды. Кезеңдер
Негізгі мақала: ДНҚ реттілігі - ДНҚ тізбегін бірнеше мың негізден қалпына келтіру Молекулалық биологиялық техниканың соңғы жетістіктері кітапхананы салуға мүмкіндік бергенге дейін қоршаған орта үлгілерінен жұптар алу өте қиын болды бактериалды жасанды хромосомалардағы бактериялардың молекулалық клондау үшін векторларын жақсартатын иондар; қоршаған ортаға арналған оқ ату печеньесі ESS A тіршілік ету ортасынан сынама алу; Әдетте өлшемі бойынша бөлшектерді сүзгілеу; C лизис және ДНҚ экстракциясы; D клондау және кітапхана құрылысы; E клондарды жүйелеу; Металломика - Мылтықпен мылтықтың ретогендік сызбасы - Биоинформатикадағы жетістіктер, ДНҚ күшейтілуін нақтылау, есептеу күшінің таралуы қоршаған орта үлгілерінен алынған ДНҚ тізбегін талдауға үлкен септігін тигізді, бұл оқ ағындарының реттілігін бейімдеуге мүмкіндік берді. Метагенометикалық мылтық немесе WMGS тұтастығы ретінде белгілі метагеномдық үлгілер көптеген мәдени микроорганизмдер мен адам геномын кездейсоқ ретке келтіру үшін пайдаланылады, кездейсоқ ДНҚ-ны кесіп тастайды, көптеген қысқа тізбектіктерді консенсус қатарына келтіреді және мылтықты ретке келтіру қоршаған ортаның үлгілерінде бар генді ашады. Бұл реттілікті жеңілдету үшін клон кітапханалары пайдаланылды. Алайда, жоғары жүйелі секвенирлеу технологиясындағы ілгерілеу кезінде клондау қадамы енді қажет емес және секвенирлеу туралы мәліметтердің көп шығымдылығын мұндай еңбек сыйымдылығы жоқ Шотгун метагеномикасы қандай организмдер туралы ақпарат береді. сақталған t және қоғамда қандай метаболикалық процестер мүмкін? Қоршаған ортадағы ДНҚ-ның жиналуы көбінесе бақыланбайтындықтан, қоршаған ортадағы ең көп мөлшердегі организмдер алынған тізбектік мәліметтерде өте жоғары болып саналады. аз түрдегі қоғамдастық мүшелерінің үлкен үлгілері қажет, көбінесе тыйым салынады, екінші жағынан, мылтықты ретке келтірудің кездейсоқ сипаты дәстүрлі мәдени әдістерді қолдана отырып, байқамай қалатын осы ағзалардың көпшілігінің болуын қамтамасыз етеді. Кейбір кішігірім сегменттер - Жоғары өткізу қабілеттілігі секрециясы - Жаппай параллель пайдаланылатын жоғары өткізу қабілеттілігінің көмегімен алғашқы метагеномикалық зерттеулер 454 пирогрекций Қоршаған ортаны іріктеуде қолданылатын басқа үш технология - бұл Ион Торренті, Геномдық Иллюминина немесе HiSeq SOLiD қолданбалы биосистемалары. Бұл жүйелілікке арналған әдістер ДНҚ Sanger реттілігіне қарағанда қысқа үзінділер жасайды; Ион торрентінің PGM жүйесі және 454 пирогенценциясы әдетте ~ 400 бит / сағ оқитын шығарады, Illumina MiSeq жұптастырылған аяқталу опцияларының қолданылуына байланысты 400-700бб оқиды, ал SOLiD 25-75 бит / сағ шығарады Тарихи, бұл оқу ұзындығы әдеттегі Sanger-ге қарағанда едәуір қысқа болды. оқылым ұзақтығы ~ 750 а.к., алайда, Иллюминаның технологиясы бұл көрсеткішке тез жақындап келеді, дегенмен, бұл шектеулер оқылған тізбектің көптігімен өтеледі, 2009 жылы пирогенді метагеномалар 200-500 мегабайт құрайды, ал Иллюминаның платформалары айналасында пайда болады. 20-50 гигабайт, бірақ бұл нәтижелер соңғы жылдары магнитудасы бойынша жоғарылайды. Жоғары өткізу қабілеттілігінің қосымша артықшылығы - бұл әдісті қоршаған ортаны іріктеуде негізгі байқаулар мен қиыншылықтардың бірін алып тастай отырып, жүйелілікке дейін ДНҚ-ны клондауды қажет етпейді. > Биоинформатика
Метагеномика эксперименттері нәтижесінде алынған мәліметтер орасан зор және шулы, конта 10000 түрді құрайтын фрагменттелген мәліметтер. Сиырдағы ірі қара метагеномасының реттілігі 279 гигабайт немесе 279 миллиард базалық жұп нуклеотид тізбегінің деректерін құрады, ал адамның ішек микробиомаларының ген каталогында 5677 гигабайт мәліметтер жиынтығынан жинақталған 33 миллион ген анықталды. Осы көлемдегі мәліметтер жиынтығынан пайдалы биологиялық ақпаратты өңдеу және алу зерттеушілер үшін айтарлықтай есептеу қиындықтарын тудырады
Сүзуді алдын-ала сүзу
Метагеномикалық деректерді талдаудың бірінші кезеңі алдын-ала сүзгілеуді, соның ішінде артық жоюды талап етеді. ықтимал эукариоттық шығу тегі, әсіресе адам тектес метагеномдарда кездесетін төмен сапалы тізбектер, ластанған эукариотты геномдық ДНҚ тізбегін жою үшін қол жетімді әдістерге Eu-Detect және DeConseq кіреді
Жиналыс
Негізгі мақала: Секциялық жиналыс
Геномдық және метагеномдық жобалардан алынған ДНҚ тізбегінің деректері бірдей, бірақ геномдық сипатқа ие Метагеномдық деректер әдетте өте қажет емес болған кезде, анағұрлым жоғары деректерді ұсынады, сонымен қатар қысқа мерзімді оқу ұзақтығы бар екінші буынды жүйелеу технологиясының кең қолданылуы болашақ метагеномдық мәліметтердің көпшілігі қателіктерге бейім болады, бұл факторлар жиынтықты жасайды. Метагеномдық тізбектің геномдарға оқитын қиын және сенімсіз құрамдас бөліктері қайталанатын ДНҚ тізбегінің болуына байланысты туындайды, бұл жиналуды әсіресе қиындатады, өйткені іріктеудің әртүрлі үлгілерінде кездесетін түрлердің салыстырмалы көптігі айырмашылығында бірнеше рет қатар тізбегі болуы мүмкін. түрлерін химиктік аралықтарға айналдыру - Бірнеше құрастыру бағдарламалары бар, олардың көпшілігі жиналудың дәлдігін жақсарту үшін жұптасқан тегтерден алынған ақпаратты қолдана алады. Кейбір бағдарламалар, мысалы, Phrap немесе Celera Assembler, бірыңғай жинау үшін пайдаланылатын етіп жасалған геномдар, бірақ дегенмен метагеномдық мәліметтер жиынтығын жинауда жақсы нәтиже береді Барқыт ассемблер сияқты бағдарламалар екінші буын тізбегі арқылы де Брюйн графигін қолдану арқылы жасалған қысқа оқулар үшін оңтайландырылды Анықтамалық геномдарды қолдану зерттеушілерге микробтардың ең мол түрлерінің жиналуын жақсартуға мүмкіндік береді, бірақ бұл тәсіл шектеулі Микробтық филаның кішігірім жиынтығы бойынша олар үшін реттелген геномдар жиналады. Жинақталғаннан кейін қосымша міндет «метагеномды деконволюция» немесе үлгінің қай түрлерінен туындайтындығын анықтау
Ген болжам
Негізгі мақала: Гендерді болжау
Метагеномикалық анализ құбырлары жинақталған кесінділерде кодтау аймақтарын аннотациялауда екі тәсілді қолданады. Бірінші тәсіл - генология негізінде генологияны генетиктерді генетиктердің негізінде дәйектіліктер базасында бұрыннан қол жетімді, әдетте BLAST іздеулерімен анықтау. MEGAN4 бағдарламасында жүзеге асырылады. Екінші, ab initio, кодтау регистрін болжау үшін жүйенің ішкі ерекшеліктерін қолданады Байланысты организмдерден алынған гендік жаттығуларға негізделген бұл - GeneMark және GLIMMER сияқты бағдарламалар қабылдаған әдіс. Бастапқы болжаудың басты артықшылығы - бұл тізбектелген мәліметтер базасында гомологтары жоқ кодтау аймақтарын анықтауға мүмкіндік береді; дегенмен, салыстыру үшін бір-бірімен шектес геномдық ДНҚ-ның үлкен аудандары болған кезде дәлірек болады. Түрлердің әртүрлілігі - 2016 жылы тіршілік ағашының көрінісі
Негізгі мақала: Түрлердің әртүрлілігі
гендік аннотациялар «қамтамасыз етеді» «алуан түрліліктің өлшемдері» кімге «береді, ал метагеномалардағы қауымдастық құрамы мен қызметін байланыстыру үшін, жүйеліктерді жою керек. Биннинг - бұл белгілі бір тізбекті организммен байланыстыру. Ұқсастыққа негізделген қоқыста BLAST сияқты әдістер филогенетикалық маркерлерді жылдам іздеуде немесе қолданыстағы жалпыға қол жетімді деректер базасында кез-келген ұқсас тізбекті іздеуде қолданылады. Бұл әдіс MEGAN-да жүзеге асырылады. PhymmBL-дің басқа құралы MetaPhlAn және AMPHORA оқылымын тағайындау үшін интерполяцияланған Марков модельдерін қолданады - бұл организмнің салыстырмалы түрдегі маркерлеріне негізделген әдіс. Жақсартылған есептеу көрсеткіштерімен толықтығы SLIMM сияқты соңғы әдістер жеке анықтамалық геннің оқылымды қамту пейзажын қолданады жалған-позитивті соққыларды азайтуға және сенімді салыстырмалы молшылықты алуға арналған композиция негізінде, олигонуклеотидті жиіліктер немесе кодонды пайдалану бұрышы сияқты жүйенің ішкі ерекшеліктері пайдаланылады. Бірізділік жойылғаннан кейін әртүрлілік пен байлыққа салыстырмалы талдау жүргізуге болады.
Деректерді интеграциялау: Біртектес өсіп келе жатқан дәйектіліктің үлкен мөлшері метагеномдық жобалармен байланысты метамәліметтердің күрделілігімен қиындататын күрделі мәселе болып табылады Метадеректер тереңдік немесе биіктік географиясы және қоршаған орта туралы үш өлшемді ақпаратты қамтиды. сынаманың ерекшеліктері, іріктеу алаңы туралы физикалық мәліметтер және іріктеу әдіснамасы Бұл ақпарат қайталанатындылықты қамтамасыз ету үшін де, ағынды ағынды анализ үшін де қажет, оның маңыздылығына байланысты метадеректер мен бірлескен деректерді қарау және курация мамандандырылған жерде орналасқан стандартталған деректер форматын қажет етеді. Genomes OnLine мәліметтер базасы сияқты мәліметтер базасы GOLD - Метадеректер мен дәйектілік деректерді біріктірудің бірнеше құралдары жасалынған, бұл бірқатар экологиялық көрсеткіштерді қолдана отырып, әртүрлі мәліметтер жиынтығын төменнен салыстырмалы талдауға мүмкіндік береді. 2007 жылы Фолкер Мейер мен Роберт Эдвардс және Аргон ұлттық зертханасы мен Чикаго университетінің командасы шығарды. MG-RAST ішкі жүйесі сервері көмегімен метагеномиканың жедел аннотациясы Метагеномалар жиынтығын талдау үшін қауымдастық ресурсы 2012 жылдың маусым айындағы жағдай бойынша 148 терабаза 14x1012 ДНҚ негіздері талданды, MG-RAST ішінде салыстыру үшін 10 000-нан астам жалпыға қол жетімді мәліметтер жиынтығы алынды 8000 қолданушы қазір MG-RAST-ке 50 000 метагеномын жіберді. Біріктірілген микробтық геномдар / метагеномдар IMG / M жүйесі сонымен қатар микроагрегаттарға метагеномалар тізбегі бойынша функционалды талдауға арналған құралдар жиынтығын ұсынады. Интеграцияланған микробтық геномдар IMG жүйесі және бактериялар мен архейлердің геномдық энциклопедиясы GEBA жобасы - Метагеномдық мылтықтың жоғары өткізу қабілеттілігін талдауға арналған алғашқы жеке құралдардың бірі MEGAN MEta Genome ANalyzer Бағдарламаның алғашқы нұсқасы 2005 жылы мамон сүйектерінен алынған ДНҚ тізбегінің метагеномиялық контекстін талдау үшін қолданылған. Анықтамалық мәліметтер базасымен BLAST салыстыру, бұл құрал оқулықтарды NCBI таксономиясының түйіндеріне қарапайым LTA алгоритмін қолдана отырып немесе SEED немесе KEGG жіктеулерінің түйіндеріне орналастыру арқылы таксономиялық және функционалды жояды. Тез және қымбат емес секвенирлеу құралдарының пайда болуымен ДНҚ тізбегінің мәліметтер базасының өсуі қазір экспоненциалды, мысалы, NCBI GenBank мәліметтер базасы Faster және тиімді құралдар жоғары өткізу қабілеттілігімен ілгерілеу үшін қажет, өйткені BLAST сияқты тәсілдер Үлкен үлгілерді аннотациялау үшін MG-RAST немесе MEGAN баяу жұмыс істейді, мысалы, кіші / орта өлшемді мәліметтер жиынтығын / үлгіні өңдеу үшін бірнеше сағат қажет. жақында пайда болды, неғұрлым қол жетімді қуатты серверлердің арқасында бұл құралдар таксономиялық аннотацияны өте жоғары жылдамдықта орындай алады, мысалы CLARK авторларының пікірі бойынша CLARK дәл «жіктелуі мүмкін» минутына 32 миллион метагеномды қысқа оқиды «Мұндай жылдамдықта өте үлкен Миллиард қысқа оқылымдар жиынтығын / үлгіні шамамен 30 минут ішінде өңдеуге болады. Ежелгі ДНҚ бар үлгілердің көбеюіне байланысты және сол үлгілердің сипатына байланысты белгісіздікке байланысты, көне ДНҚ-ның зақымдануы, FALCON, жылдам жұмыс істейтін құрал. Консервативті ұқсастықтың есептерін шығару қол жетімді болды FALCON авторларының пікірінше, ол босаңсу мәндерін қолдана алады және қашықтықты жады мен жылдамдықтың көрсеткіштеріне әсер етпестен өзгерте алады.
Салыстырмалы метагеномика
Метагеномалар арасындағы салыстырмалы талдау күрделі микробтардың қызметі туралы қосымша түсінік бере алады қауымдастықтар және олардың қабылдаудағы денсаулығындағы рөлі Метагеномдар арасындағы жұптастырылған немесе бірнеше салыстырулар болуы мүмкін GC-құрамын немесе геномын, таксономиялық әртүрлілігін немесе функционалды комплементін салыстыратын бірізділік құрамы деңгейінде жасалды Популяция құрылымын және филогенетикалық әртүрлілікті салыстыру 16S және басқа филогенетикалық маркерлердің гендері негізінде жасалуы мүмкін; метогеномдық мәліметтер жиынтығынан геномды қайта құру арқылы метагеномдар арасындағы функционалды салыстыруды COG немесе KEGG сияқты анықтамалық мәліметтер базасымен салыстыру және санды көптігін есептеу және статистикалық маңыздылығы үшін кез-келген айырмашылықтарды бағалау арқылы жасауға болады. таксономиялық топтарды емес, тұтастай алғанда қауымдастықты толықтырады және функционалды комплементтер ұқсас қоршаған орта жағдайларында ұқсас болатындығын көрсетеді. Демек, метагеномиялық үлгінің қоршаған ортаға қатысты метадеректері салыстырмалы талдауда әсіресе маңызды, өйткені ол зерттеушілерге мүмкіндік береді. әсерін зерттеу h қауымдастықтың құрылымы мен функциясы туралы абитат - Сонымен қатар, түрлі зерттеулерде микробиологиялық қауымдастықтардағы айырмашылықтарды анықтау үшін олигонуклеотидті қолдану заңдылықтары қолданылған. Мұндай әдістемелердің мысалдары Уиллнер және соавттардың Динуклеотидті салыстырмалы түрдегі жақындауы және Гош және басқалардың HabiSign әдісі болып табылады. Соңғы зерттеу сонымен бірге тетрануклеотидті пайдалану заңдылықтарындағы айырмашылықтар белгілі бір мекендейтін жерлерден шыққан гендерді немесе метагеномды оқуды анықтау үшін қолданыла алатындығын көрсетті. Сонымен қатар TriageTools немесе Compareads сияқты кейбір әдістер екі оқылым жиынтығы арасындағы ұқсас оқылымды анықтайды. Оқылымда қолданылатын ұқсастық өлшемі бірқатарға негізделген. Ұзындығы бірдей ұзындықты сөздер екі оқылыммен салыстырылады. Салыстырмалы метагеномикадағы басты мақсат - белгілі бір сипаттаманы берілген ортаға беруге жауапты микробтық топтарды анықтау. Алайда, дәйектеу технологиясындағы мәселелерге байланысты артефактілерді ескеру қажет. metagenomeSeq басқаларындағыдай Резидент микроб тобының арасындағы микробтық өзара әрекеттесуді сипаттады GUI-ге негізделген салыстырмалы метагеномикалық талдау қосымшасы. Кунтал және басқаларымен салыстырмалы графикалық орналасу алгоритмі жасалынған, ол айырмашылықтарды тез көрнекі түрде көрсетуге мүмкіндік бермейді. Талданған микробтық қауымдастықтар олардың таксономиялық құрамы бойынша, сонымен бірге оларда болатын микробтар арасындағы өзара әрекеттестік туралы түсінік береді, атап өту керек, бұл орналасу алгоритмі мол молекулаларды салыстырудың орнына метабеномдардың ықтимал микроб өзара әрекеттесу заңдылықтарына негізделген топтастыруға мүмкіндік береді. әртүрлі таксономиялық топтар Сонымен қатар, құрал пайдаланушыларға микробиомалар бойынша стандартты салыстырмалы талдаулар жүргізуге мүмкіндік беретін бірнеше интерактивті GUI функцияларын жүзеге асырады
Деректерді талдау - Қоғамдық метаболизм
Көптеген бактериалды қауымдастықтарда, мысалы, табиғи немесе биореакторлар , мәні бар Метаболизмдегі құмырсқалардың еңбек бөлінісі Синтрофия, оның барысында кейбір ағзалардың қалдықтары басқалары үшін метаболиттер болып табылады Метаногенді биореактор, функционалдық тұрақтылық шикізат ресурстарына айналдыру үшін бірлескен бірнеше синтрофикалық түрлердің болуын талап етеді. Метанның толық метаболиздендірілген қалдық метанымен салыстырмалы гендік зерттеулер мен экспрессиялық эксперименттерді қолдана отырып, зерттеушілер түр шекарасынан асып кететін метаболикалық желіні біріктіре алады. Мұндай зерттеулер протеиндердің қай түрлерімен және қай штаммдары арқылы кодталатындығы туралы егжей-тегжейлі білімді қажет етеді. түрлер Сондықтан, қауымдастықтың геномдық ақпараты метаболиттердің және қауымдастықтың қалай өзгеретінін анықтауға арналған метаболизм мен протеомиканың тағы бір іргелі құралы болып табылады. Метатрансиптомика
Қосымша ақпарат: Транскриптом және транскриптомика технологиялары - Метагеномика мүмкіндік береді зерттеушілер микробтық қауымдастықтардың функционалды және метаболикалық әртүрлілігіне қол жеткізе алады, бірақ бұл процестердің қайсысы белсенді екенін көрсете алмайды Метатранометриалық мРНҚ-ны алу және талдау метатранскриптом күрделі қауымдастықтардың реттеу және өрнек профильдері туралы ақпарат береді. - мРНҚ тіршілігі, мысалы, қоршаған орта РНҚ жинау кезінде микроб қауымдастықтарының метатранскриптикалық зерттеу жағдайында салыстырмалы түрде аз болды. Микроарриль технологиясымен шектелгенімен, метатранскриптом зерттеулерінде геномды экспрессиялау мен сандық өлшеу үшін транскриптомика технологиялары қолданылды. Топырақтағы аммиактың тотығуын талдауда алғаш қолданылған микробтар қауымдастығы
Вирустар - Негізгі мақала: Вирустық метагеномика - Метагеномды жүйелеу вирустық қауымдастықтарды зерттеуде әсіресе пайдалы, өйткені вирустарда 16S сияқты ортақ әмбебап филогенетикалық маркер жоқ. Бактериялар мен архейлерге арналған РНҚ, а d Эукарияға арналған 18S РНҚ, қоршаған ортадан алынған вирустық қауымдастықтың генетикалық әртүрлілігіне қол жеткізудің жалғыз әдісі - бұл метагеномика арқылы. Виром деп аталатын вирустық метагеномдар вирустың әртүрлілігі мен эволюциясы туралы көбірек ақпарат беруі керек. Мысалы, Гигант деп аталатын метагеномдық құбыр Вирус іздеу құралы тұзды шөлде және Антарктидадағы құрғақ алқаптарда алып вирустардың пайда болуының алғашқы дәлелдерін көрсетті - Қолданбалар
Метагеномика көптеген салаларда білімді жетілдіруге мүмкіндігі бар, оны практикалық міндеттерді шешуге де қолдануға болады. медицина, машина жасау, ауыл шаруашылығы, тұрақтылық және экология
Жұқпалы ауруларды диагностикалау
Инфекциялық және инфекциялық емес ауруларды ажырату және инфекцияның негізгі этиологиясын анықтау өте қиын болуы мүмкін Мысалы, энцефалит жағдайларының жартысынан көбі сақталады диагноз қойылмаған, заманауи клиникалық зертханалық әдістерді қолдана отырып, метагеномдық жүйелеу Науқастың сынамасында кездесетін генетикалық материалды мыңдаған бактериялардың, вирустардың және басқа қоздырғыштардың деректер базасымен салыстыру арқылы инфекцияны диагностикалаудың сезімтал және жедел әдісі ретінде уәдесі бар. «Микробты сипаттау» - Микробтық қауымдастықтар сақтауда маңызды рөл атқарады адам денсаулығы, бірақ олардың құрамы мен оны жасау механизмі жұмбақ болып қалады Метагеномикалық жүйелеу кемінде 250 адамнан тұратын 15-18 денеден тұратын микробтық қауымдастықтарды сипаттау үшін пайдаланылады Бұл Адамның микробиома бастамасының бөлігі, оның негізгі мақсаттары бар. егер адамның негізгі микробиомасы болса, адам денсаулығына байланысты болатын адам микробиомасындағы өзгерістерді түсіну және осы мақсаттарды қолдау үшін жаңа технологиялық және биоинформатика құралдарын жасау
MetaHit Метагеномикасының бөлігі ретінде тағы бір медициналық зерттеу Адамның ішек трактісі жобасы Дания мен Испаниядан сау, артық салмақтан және тітіркенуден тұратын 124 адамнан тұрды л ауруы бар пациенттер Зерттеу асқазан-ішек бактерияларының тереңдігі мен филогенетикалық әртүрлілігін жіктеуге тырысты, Illumina GA дәйектілік деректерін және SOAPdenovo, де Брюйн графикалық негіздегі, қысқа оқылымдарды құрастыруға арналған құрал арқылы олар 658 млн. Жалпы ұзындығы 103 ГБ және N50 ұзындығы 22 кб үшін
Зерттеу көрсеткендей, бактериялардың екі бөлімі, бактериоидтер және фирмуттар дистальді ішек бактериялары басым филогенетикалық категориялардың 90% құрайды, бұл геннің салыстырмалы жиілігін қолдана отырып анықталды. Ішекте бұл зерттеушілер ішек трактінің денсаулығы үшін өте маңызды болып табылатын 1,244 метагеномдық кластерлерді анықтады. Осы диапазондағы кластерлерде екі түрлі функция бар: үй шаруашылығында және ішекке ғана тән Үйде гендік кластерлер барлық бактерияларда қажет және жиі болады метаболизмнің негізгі жолдарының негізгі қатысушылары, соның ішінде орталық көміртек алмасуы және ам ino қышқылы синтезі Ішектің өзіне тән функцияларына ақуыздардың қосылуы және гликолипидтерден қант жинау кіреді, ішек тітіркенуі синдромы бар пациенттерге тітіркенген ішек синдромымен ауырмайтын адамдарға қарағанда 25% аз гендер және бактериялардың әртүрлілігі көрсетілген. Науқастардың ішек биометранты әртүрлілігі осы жағдаймен байланысты болуы мүмкін ... Осы зерттеулер кейбір маңызды медициналық қосымшаларды көрсетсе де, оқылған адамдардың тек 31-488% -ы 194 адамның ішек бактериялық геномына және 76-212% бактериялық геномға сәйкес келтірілуі мүмкін. GenBank-та қол жетімді, бұл жаңа бактериялық геномдарды алу үшін әлі де көп зерттеулер қажет екенін көрсетеді
Biofuel
Негізгі мақала: Биоотын
Биореакторлар микробиологиялық қауымдастықтарды бақылауға мүмкіндік береді, өйткені олар биомассаны целлюлозалық этанолға айналдырады
Биоотын Жүгері сабақтарында, коммутаторда және целлюлозаны конверсиялау кезіндегідей, биомассаны түрлендіруден алынған отындар басқа биомассаны целлюлозалық этанолға енгізу Бұл процесс целлюлозаны қантқа айналдыратын микробтардың консорциассоциациясына байланысты, содан кейін қанттарды этанолға ашыту Микробтар сонымен қатар биоэнергияның түрлі көздерін, соның ішінде метан мен сутекті шығарады
Тиімді өнеркәсіптік масштабтағы деконструкция биомасса өнімділігі жоғары және арзанырақ жаңа ферменттерді қажет етеді. Күрделі микробтық қауымдастықтарды зерттеудің метагеномиялық тәсілдері гликозид гидролазалары сияқты биоотын өндірісінде өнеркәсіптік қосымшалары бар ферменттерді мақсатты тексеруге мүмкіндік береді. Сонымен қатар, осы микроб қауымдастықтарының қызметін бақылауды білу қажет. Метагеномиялық тәсілдер оларды түсінудегі негізгі құрал болып табылады. Метагеномиялық тәсілдер биогазды ашытқылар немесе жәндіктердің шөпті өсімдіктері сияқты конвергентті микроб жүйелері арасындағы салыстырмалы талдауға мүмкіндік береді. Экологиялық қалпына келтіру
Негізгі мақала: Биомедимитация
Метаг эномика ластаушы заттардың экожүйелерге әсерін бақылау және ластанған ортаны тазарту стратегияларын жақсарта алады. Микробтық қауымдастықтар ластаушы заттармен қалай күресетіні туралы түсініктің жоғарылауы ластанған учаскелердің ластанудан қалпына келу мүмкіндігін бағалауды жақсартады және биоагменттеу немесе биостимуляциялық сынақтардың сәтті өту мүмкіндігін арттырады.
Биотехнология - Микробтық қауымдастықтар бәсекелестікте және қарым-қатынаста қолданылатын биологиялық белсенді химикаттардың кең спектрін шығарады, қазіргі кезде қолданылып жүрген көптеген дәрілер бастапқыда микробтарда табылған; Өсірілмейтін микробтардың бай генетикалық қорын өндірудегі соңғы жетістіктер жаңа гендердің, ферменттердің және табиғи өнімдердің ашылуына әкелді. Метагеномиканы қолдану ферменттің пайдасы болатын тауарлық және жұқа химиялық заттарды, агрохимикаттарды және фармацевтикалық препараттарды дамытуға мүмкіндік берді. катализирленген хиральды синтез көбейіп келеді. Метагеномдық деректерді биопроблогында анализдің екі түрі қолданылады: көрсетілген белгілерге арналған функционалды скрининг және қызығушылықтың ДНҚ тізбегі үшін жүйелік-скрининг Функцияға негізделген талдау экспрессивті клондарды анықтауға тырысады. биохимиялық сипаттау және жүйелілік талдауы қажет қалаған қасиет немесе пайдалы қызмет, бұл тәсіл сәйкес экранның болуымен және қалаған қасиеттің негізгі ұяшықта көрсетілуін талап етумен шектеледі, сонымен қатар табудың төменгі деңгейі 1000 клонға біреуден кем экрандалған және оның көп еңбекті қажет ететін сипаты бұл тәсілді одан әрі шектейді, керісінше, дәйектілік Эн анализі ПТР праймерлерін экрандағы клондарға қызығушылық дәйектілігі үшін жобалау үшін консервіленген ДНҚ тізбегін қолданады. Клондау тәсілдеріне қарағанда жүйелілікке негізделген тәсілді қолдану стенд жұмысының көлемін одан әрі азайтады. Жаппай параллель реттіліктің қолданылуы сонымен бірге айтарлықтай жоғарылайды. amount of sequence data generated, which require high-throughput bioinformatic analysis pipelines The sequence-driven approach to screening is limited by the breadth and accuracy of gene functions present in public sequence databases In practice, experiments make use of a combination of both functional and sequence -based approaches based upon the function of interest, the complexity of the sample to be screened, and other factors An example of success using metagenomics as a biotechnology for drug discovery is illustrated with the malacidin antibiotics
Agriculture
The soils in which plants grow are inhabited by microbial communities, with one gram of soil containing around 109 -1010 microbial cells which comprise about one gigabase of sequence information The microbial communities which inhabit soils are some of the most complex known to science, and remain poorly understood despite their economic importance Microbial consortia perform a wide variety of ecosystem services necessary for plant growth, including fixing atmospheric nitrogen, nutrient cycling, disease suppression, and sequester iron and other metals Functional metagenomics strategies are being used to explore the interactions between plants and microbes through cultivation-independent study of these microbial communities By allowing insights into the role of previously uncultivated or rare community members in nutrient cycling and the promotion of plant growth, metagenomic approaches can contribute to improved disease detection in crops and livestock and the adaptation of enhanced farming practices which improve crop health by harnessing the relationship between microbes and plants
Ecology
Metagenomics can provide valuable insights into the functional ecology of environmental communities Metagenomic analysis of the bacterial consortia found in the defecations of Australian sea lions suggests that nutrient-rich sea lion faeces may be an important nutrient source for coastal ecosystems This is because the bacteria that are expelled simultaneously with the defecations are adept at breaking down the nutrients in the faeces into a bioavailable form that can be taken up into the food chain
DNA sequencing can also be used more broadly to identify species present in a body of water, debris filtered from the air, or sample of dirt This can establish the range of invasive species and endangered species, and track seasonal populations
See also
Binning
Epidemiology and sewage
Metaproteomics
Microbial ecology
Pathogenomics
References
^ a b Hugenholz, P; Goebel BM; Pace NR 1 September 1998 "Impact of Culture-Independent Studies on the Emerging Phylogenetic View of Bacterial Diversity" J Bacteriol 180 18: 4765–74 PMC 107498  PMID 9733676 
^ Eisen, JA 2007 "Environmental Shotgun Sequencing: Its Potential and Challenges for Studying the Hidden World of Microbes" PLoS Biology 5 3: e82 doi:101371/journalpbio0050082 PMC 1821061  PMID 17355177 
^ Marco, D, ed 2011 Metagenomics: Current Innovations and Future Trends Caister Academic Press ISBN 978-1-904455-87-5 
^ Handelsman, J; Rondon, M R; Brady, S F; Clardy, J; Goodman, R M 1998 "Molecular biological access to the chemistry of unknown soil microbes: A new frontier for natural products" Chemistry & Biology 5 10: R245–R249 doi:101016/S1074-55219890108-9 PMID 9818143 
^ Chen, K; Pachter, L 2005 "Bioinformatics for Whole-Genome Shotgun Sequencing of Microbial Communities" PLoS Computational Biology 1 2: e24 doi:101371/journalpcbi0010024 PMC 1185649  PMID 16110337 
^ Lane, DJ; Pace B; Olsen GJ; Stahl DA; Sogin ML; Pace NR 1985 "Rapid determination of 16S ribosomal RNA sequences for phylogenetic analyses" Proceedings of the National Academy of Sciences 82 20: 6955–9 Bibcode:1985PNAS826955L doi:101073/pnas82206955 PMC 391288  PMID 2413450 
^ Pace, NR; DA Stahl; DJ Lane; GJ Olsen 1985 "Analyzing natural microbial populations by rRNA sequences" ASM News 51: 4–12 Archived from the original on 4 April 2012 
^ Pace, NR; Delong, EF; Pace, NR 1991 "Analysis of a marine picoplankton community by 16S rRNA gene cloning and sequencing" Journal of Bacteriology 173 14: 4371–4378 doi:101128/jb173144371-43781991 PMC 208098  PMID 2066334 
^ Healy, FG; RM Ray; HC Aldrich; AC Wilkie; LO Ingram; KT Shanmugam 1995 "Direct isolation of functional genes encoding cellulases from the microbial consortia in a thermophilic, anaerobic digester maintained on lignocellulose" Appl Microbiol Biotechnol 43 4: 667–74 doi:101007/BF00164771 PMID 7546604 
^ Stein, JL; TL Marsh; KY Wu; H Shizuya; EF DeLong 1996 "Characterization of uncultivated prokaryotes: isolation and analysis of a 40-kilobase-pair genome fragment from a planktonic marine archaeon" Journal of Bacteriology 178 3: 591–599 PMC 177699  PMID 8550487 
^ Breitbart, M; Salamon P; Andresen B; Mahaffy JM; Segall AM; Mead D; Azam F; Rohwer F 2002 "Genomic analysis of uncultured marine viral communities" Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 99 22: 14250–14255 Bibcode:2002PNAS9914250B doi:101073/pnas202488399 PMC 137870  PMID 12384570 
^ a b Tyson, GW; Chapman J; Hugenholtz P; Allen EE; Ram RJ; Richardson PM; Solovyev VV; Rubin EM; Rokhsar DS; Banfield JF 2004 "Insights into community structure and metabolism by reconstruction of microbial genomes from the environment" Nature 428 6978: 37–43 Bibcode:2004Natur42837T doi:101038/nature02340 PMID 14961025 subscription required
^ Hugenholz, P 2002 "Exploring prokaryotic diversity in the genomic era" Genome Biology 3 2: 1–8 doi:101186/gb-2002-3-2-reviews0003 PMC 139013  PMID 11864374 
^ Thomas, T; Gilbert, J; Meyer, F 2012 "Metagenomics - a guide from sampling to data analysis" Microbial Informatics and Experimentation 2 1: 3 doi:101186/2042-5783-2-3 PMC 3351745  PMID 22587947 
^ Venter, JC; Remington K; Heidelberg JF; Halpern AL; Rusch D; Eisen JA; Wu D; Paulsen I; Nelson KE; Nelson W; Fouts DE; Levy S; Knap AH; Lomas MW; Nealson K; White O; Peterson J; Hoffman J; Parsons R; Baden-Tillson H; Pfannkoch C; Rogers Y; Smith HO 2004 "Environmental Genome Shotgun Sequencing of the Sargasso Sea" Science 304 5667: 66–74 Bibcode:2004Sci30466V doi:101126/science1093857 PMID 15001713 
^ Yooseph, Shibu; Kenneth H Nealson; Douglas B Rusch; John P McCrow; Christopher L Dupont; Maria Kim; Justin Johnson; Robert Montgomery; Steve Ferriera; Karen Beeson; Shannon J Williamson; Andrey Tovchigrechko; Andrew E Allen; Lisa A Zeigler; Granger Sutton; Eric Eisenstadt; Yu-Hui Rogers; Robert Friedman; Marvin Frazier; J Craig Venter 4 November 2010 "Genomic and functional adaptation in surface ocean planktonic prokaryotes" Nature 468 7320: 60–66 Bibcode:2010Natur46860Y doi:101038/nature09530 ISSN 0028-0836 PMID 21048761 subscription required
^ a b c Poinar, HN; Schwarz, C; Qi, J; Shapiro, B; Macphee, RD; Buigues, B; Tikhonov, A; Huson, D; Tomsho, LP; Auch, A; Rampp, M; Miller, W; Schuster, SC 2006 "Metagenomics to Paleogenomics: Large-Scale Sequencing of Mammoth DNA" Science 311 5759: 392–394 Bibcode:2006Sci311392P doi:101126/science1123360 PMID 16368896 
^ Edwards, RA; Rodriguez-Brito B; Wegley L; Haynes M; Breitbart M; Peterson DM; Saar MO; Alexander S; Alexander EC; Rohwer F 2006 "Using pyrosequencing to shed light on deep mine microbial ecology" BMC Genomics 7: 57 doi:101186/1471-2164-7-57 PMC 1483832  PMID 16549033 
^ Beja, O; Suzuki, MT; Koonin, EV; Aravind, L; Hadd, A; Nguyen, LP; Villacorta, R; Amjadi, M; Garrigues, C 2000 "Construction and analysis of bacterial artificial chromosome libraries from a marine microbial assemblage" Environmental Microbiology 2 5: 516–29 doi:101046/j1462-2920200000133x PMID 11233160 
^ a b Nicola, Segata; Daniela Boernigen; Timothy L Tickle; Xochitl C Morgan; Wendy S Garrett; Curtis Huttenhower 2013 "Computational meta'omics for microbial community studies" Molecular Systems Biology 9 666: 666 doi:101038/msb201322 PMC 4039370  PMID 23670539 
^ Rodrigue, S B; Materna, A C; Timberlake, S C; Blackburn, M C; Malmstrom, R R; Alm, E J; Chisholm, S W 2010 Gilbert, Jack Anthony, ed "Unlocking Short Read Sequencing for Metagenomics" PLoS ONE 5 7: e11840 doi:101371/journalpone0011840 PMC 2911387  PMID 20676378 
^ Schuster, S C 2007 "Next-generation sequencing transforms today's biology" Nature Methods 5 1: 16–18 doi:101038/nmeth1156 PMID 18165802 
^ "Metagenomics versus Moore's law" Nature Methods 6 9: 623 2009 doi:101038/nmeth0909-623 
^ a b c d e f Wooley, J C; Godzik, A; Friedberg, I 2010 Bourne, Philip E, ed "A Primer on Metagenomics" PLoS Computational Biology 6 2: e1000667 doi:101371/journalpcbi1000667 PMC 2829047  PMID 20195499 
^ a b Hess, Matthias; Alexander Sczyrba; Rob Egan; Tae-Wan Kim; Harshal Chokhawala; Gary Schroth; Shujun Luo; Douglas S Clark; Feng Chen; Tao Zhang; Roderick I Mackie; Len A Pennacchio; Susannah G Tringe; Axel Visel; Tanja Woyke; Zhong Wang; Edward M Rubin 28 January 2011 "Metagenomic discovery of biomass-degrading genes and genomes from cow rumen" Science 331 6016: 463–467 Bibcode:2011Sci331463H doi:101126/science1200387 ISSN 1095-9203 PMID 21273488 
^ Qin, Junjie; Ruiqiang Li; Jeroen Raes; Manimozhiyan Arumugam; Kristoffer Solvsten Burgdorf; Chaysavanh Manichanh; Trine Nielsen; Nicolas Pons; Florence Levenez; Takuji Yamada; Daniel R Mende; Junhua Li; Junming Xu; Shaochuan Li; Dongfang Li; Jianjun Cao; Bo Wang; Huiqing Liang; Huisong Zheng; Yinlong Xie; Julien Tap; Patricia Lepage; Marcelo Bertalan; Jean-Michel Batto; Torben Hansen; Denis Le Paslier; Allan Linneberg; H Bjorn Nielsen; Eric Pelletier; Pierre Renault; Thomas Sicheritz-Ponten; Keith Turner; Hongmei Zhu; Chang Yu; Shengting Li; Min Jian; Yan Zhou; Yingrui Li; Xiuqing Zhang; Songgang Li; Nan Qin; Huanming Yang; Jian Wang; Soren Brunak; Joel Dore; Francisco Guarner; Karsten Kristiansen; Oluf Pedersen; Julian Parkhill; Jean Weissenbach; Peer Bork; S Dusko Ehrlich; Jun Wang 4 March 2010 "A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing" Nature 464 7285: 59–65 Bibcode:2010Natur46459 doi:101038/nature08821 ISSN 0028-0836 PMC 3779803  PMID 20203603 subscription required
^ a b Paulson, Joseph; O Colin Stine; Hector Corrada Bravo; Mihai Pop 2013 "Differential abundance analysis for microbial marker-gene surveys" Nature Methods 10 12: 1200–1202 doi:101038/nmeth2658 PMC 4010126  PMID 24076764 
^ a b c d e f g Committee on Metagenomics: Challenges and Functional Applications, National Research Council 2007 The New Science of Metagenomics: Revealing the Secrets of Our Microbial Planet Washington, DC: The National Academies Press ISBN 0-309-10676-1 
^ Mende, Daniel R; Alison S Waller; Shinichi Sunagawa; Aino I Järvelin; Michelle M Chan; Manimozhiyan Arumugam; Jeroen Raes; Peer Bork 2012-02-23 "Assessment of Metagenomic Assembly Using Simulated Next Generation Sequencing Data" PLoS ONE 7 2: e31386 Bibcode:2012PLoSO731386M doi:101371/journalpone0031386 ISSN 1932-6203 PMC 3285633  PMID 22384016 
^ Balzer, S; Malde, K; Grohme, M A; Jonassen, I 2013 "Filtering duplicate reads from 454 pyrosequencing data" Bioinformatics 29 7: 830–836 doi:101093/bioinformatics/btt047 PMC 3605598  PMID 23376350 
^ Mohammed, MH; Sudha Chadaram; Dinakar Komanduri; Tarini Shankar Ghosh; Sharmila S Mande 2011 "Eu-Detect: an algorithm for detecting eukaryotic sequences in metagenomic data sets" Journal of Biosciences 36 4: 709–717 doi:101007/s12038-011-9105-2 PMID 21857117 
^ R, Schmeider; R Edwards 2011 "Fast identification and removal of sequence contamination from genomic and metagenomic datasets" PLoS ONE 6 3: e17288 Bibcode:2011PLoSO617288S doi:101371/journalpone0017288 PMC 3052304  PMID 21408061 
^ a b c d e Kunin, V; Copeland, A; Lapidus, A; Mavromatis, K; Hugenholtz, P 2008 "A Bioinformatician's Guide to Metagenomics" Microbiology and Molecular Biology Reviews 72 4: 557–578, Table 578 Contents doi:101128/MMBR00009-08 PMC 2593568  PMID 19052320 
^ Burton, J N; Liachko, I; Dunham, M J; Shendure, J 2014 "Species-Level Deconvolution of Metagenome Assemblies with Hi-C-Based Contact Probability Maps" G3: Genes, Genomes, Genetics 4: 1339–1346 doi:101534/g3114011825 
^ a b Huson, Daniel H; S Mitra; N Weber; H Ruscheweyh; Stephan C Schuster June 2011 "Integrative analysis of environmental sequences using MEGAN4" Genome Research 21 9: 1552–1560 doi:101101/gr120618111 PMC 3166839  PMID 21690186 
^ Zhu, Wenhan; Lomsadze Alex; Borodovsky Mark 2010 "Ab initio gene identification in metagenomic sequences" Nucleic Acids Research 38 12: e132 doi:101093/nar/gkq275 PMC 2896542  PMID 20403810 
^ Hug, Laura A; Baker, Brett J; Anantharaman, Karthik; Brown, Christopher T; Probst, Alexander J; Castelle, Cindy J; Butterfield, Cristina N; Hernsdorf, Alex W; Amano, Yuki; Ise, Kotaro; Suzuki, Yohey; Dudek, Natasha; Relman, David A; Finstad, Kari M; Amundson, Ronald; Thomas, Brian C; Banfield, Jillian F 11 April 2016 "A new view of the tree of life" Nature Microbiology 1: 16048 doi:101038/nmicrobiol201648 PMID 27572647 
^ Konopka, A 2009 "What is microbial community ecology" The ISME Journal 3 11: 1223–1230 doi:101038/ismej200988 PMID 19657372 
^ a b Huson, Daniel H; A Auch; Ji Qi; Stephan C Schuster January 2007 "MEGAN Analysis of Metagenomic Data" Genome Research 17 3: 377–386 doi:101101/gr5969107 PMC 1800929  PMID 17255551 
^ Nicola, Segata; Levi Waldron; Annalisa Ballarini; Vagheesh Narasimhan; Olivier Jousson; Curtis Huttenhower 2012 "Metagenomic microbial community profiling using unique clade-specific marker genes" Nature Methods 9 8: 811–814 doi:101038/nmeth2066 PMC 3443552  PMID 22688413 
^ Dadi, Temesgen Hailemariam; Renard, Bernhard Y; Wieler, Lothar H; Semmler, Torsten; Reinert, Knut 2017 "SLIMM: species level identification of microorganisms from metagenomes" PeerJ 5: e3138 doi:107717/peerj3138 ISSN 2167-8359 
^ Pagani, Ioanna; Konstantinos Liolios; Jakob Jansson; I-Min A Chen; Tatyana Smirnova; Bahador Nosrat; Victor M Markowitz; Nikos C Kyrpides 1 December 2011 "The Genomes OnLine Database GOLD v4: status of genomic and metagenomic projects and their associated metadata" Nucleic Acids Research 40 1: D571–9 doi:101093/nar/gkr1100 ISSN 1362-4962 PMC 3245063  PMID 22135293 
^ Meyer, F; Paarmann D; D'Souza M; Olson R; Glass EM; Kubal M; Paczian T; Rodriguez A; Stevens R; Wilke A; Wilkening J; Edwards RA 2008 "The metagenomics RAST server – a public resource for the automatic phylogenetic and functional analysis of metagenomes" BMC Bioinformatics 9: 0 doi:101186/1471-2105-9-386 PMC 2563014  PMID 18803844 
^ Markowitz, V M; Chen, I -M A; Chu, K; Szeto, E; Palaniappan, K; Grechkin, Y; Ratner, A; Jacob, B; Pati, A; Huntemann, M; Liolios, K; Pagani, I; Anderson, I; Mavromatis, K; Ivanova, N N; Kyrpides, N C 2011 "IMG/M: The integrated metagenome data management and comparative analysis system" Nucleic Acids Research 40 Database issue: D123–D129 doi:101093/nar/gkr975 PMC 3245048  PMID 22086953 
^ a b Mitra, Suparna; Paul Rupek; Daniel C Richter; Tim Urich; Jack A Gilbert; Folker Meyer; Andreas Wilke; Daniel H Huson 2011 "Functional analysis of metagenomes and metatranscriptomes using SEED and KEGG" BMC Bioinformatics 12 Suppl 1: S21 doi:101186/1471-2105-12-S1-S21 ISSN 1471-2105 PMC 3044276  PMID 21342551 
^ Benson, Dennis; Mark Cavanaugh; Karen Clark; et al 2013 "Genbank" Nucleic Acids Research 41: D36–D42 doi:101093/nar/gks1195 PMC 3531190  PMID 23193287 CS1 maint: Explicit use of et al link
^ Bazinet, Adam; Michael Cummings 2012 "A comparative evaluation of sequence classification programs" BMC Bioinformatics 13: 92 doi:101186/1471-2105-13-92 
^ Ounit, Rachid; Steve Wanamaker; Timothy Close; Stefano Lonardi 2015 "CLARK: fast and accurate classification of metagenomic and genomic sequences using discriminative k-mers" BMC Genomics 16 doi:101186/s12864-015-1419-2 PMC 4428112  PMID 25879410 
^ Pratas D; Pinho AJ; Silva RM; Rodrigues JMOS; Hosseini M; Caetano T; Ferreira PJSG February 2018 "FALCON: a method to infer metagenomic composition of ancient DNA" bioRxiv doi:101101/267179 
^ Kurokawa, Ken; Takehiko Itoh; Tomomi Kuwahara; Kenshiro Oshima; Hidehiro Toh; Atsushi Toyoda; Hideto Takami; Hidetoshi Morita; Vineet K Sharma; Tulika P Srivastava; Todd D Taylor; Hideki Noguchi; Hiroshi Mori; Yoshitoshi Ogura; Dusko S Ehrlich; Kikuji Itoh; Toshihisa Takagi; Yoshiyuki Sakaki; Tetsuya Hayashi; Masahira Hattori 1 January 2007 "Comparative Metagenomics Revealed Commonly Enriched Gene Sets in Human Gut Microbiomes" DNA Research 14 4: 169–181 doi:101093/dnares/dsm018 PMC 2533590  PMID 17916580 Retrieved 18 December 2011 
^ a b c d e f Simon, C; Daniel, R 2010 "Metagenomic Analyses: Past and Future Trends" Applied and Environmental Microbiology 77 4: 1153–1161 doi:101128/AEM02345-10 PMC 3067235  PMID 21169428 
^ Willner, D; RV Thurber; F Rohwer 2009 "Metagenomic signatures of 86 microbial and viral metagenomes" Environmental Microbiology 11 7: 1752–66 doi:101111/j1462-2920200901901x PMID 19302541 
^ Ghosh, Tarini Shankar; Monzoorul Haque Mohammed; Hannah Rajasingh; Sudha Chadaram; Sharmila S Mande 2011 "HabiSign: a novel approach for comparison of metagenomes and rapid identification of habitat-specific sequences" BMC Bioinformatics 12 Supplement 13: S9 doi:101186/1471-2105-12-s13-s9 PMC 3278849  PMID 22373355 
^ Fimereli, D; Detours, V; Konopka, T 13 February 2013 "TriageTools: tools for partitioning and prioritizing analysis of high-throughput sequencing data" Nucleic Acids Research 41 7: e86–e86 doi:101093/nar/gkt094 PMC 3627586  PMID 23408855 
^ Maillet, Nicolas; Lemaitre, Claire; Chikhi, Rayan; Lavenier, Dominique; Peterlongo, Pierre 2012 "Compareads: comparing huge metagenomic experiments" BMC Bioinformatics 13 Suppl 19: S10 doi:101186/1471-2105-13-S19-S10 PMC 3526429  PMID 23282463 
^ Bhusan, Kuntal Kumar; Tarini Shankar Ghosh; Sharmila S Mande 2013 "Community-analyzer: a platform for visualizing and comparing microbial community structure across microbiomes" Genomics 102: 409–418 doi:101016/jygeno201308004 PMID 23978768 
^ Werner, Jeffrey J; Dan Knights; Marcelo L Garcia; Nicholas B Scalfone; Samual Smith; Kevin Yarasheski; Theresa A Cummings; Allen R Beers; Rob Knight; Largus T Angenent 8 March 2011 "Bacterial community structures are unique and resilient in full-scale bioenergy systems" Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America 108 10: 4158–4163 Bibcode:2011PNAS1084158W doi:101073/pnas1015676108 ISSN 0027-8424 PMC 3053989  PMID 21368115 
^ McInerney, Michael J; Jessica R Sieber; Robert P Gunsalus December 2009 "Syntrophy in Anaerobic Global Carbon Cycles" Current Opinion in Biotechnology 20 6: 623–632 doi:101016/jcopbio200910001 ISSN 0958-1669 PMC 2790021  PMID 19897353 
^ Klitgord, N; Segrè, D 2011 "Ecosystems biology of microbial metabolism" Current Opinion in Biotechnology 22 4: 541–546 doi:101016/jcopbio201104018 PMID 21592777 
^ Leininger, S; Urich, T; Schloter, M; Schwark, L; Qi, J; Nicol, G W; Prosser, J I; Schuster, S C; Schleper, C 2006 "Archaea predominate among ammonia-oxidizing prokaryotes in soils" Nature 442 7104: 806–809 doi:101038/nature04983 PMID 16915287 
^ Kristensen, DM; Mushegian AR; Dolja VV; Koonin EV 2009 "New dimensions of the virus world discovered through metagenomics" Trends in Microbiology 18 1: 11–19 doi:101016/jtim200911003 PMC 3293453  PMID 19942437 
^ Kerepesi, Csaba; Grolmusz, Vince 2016 "Giant Viruses of the Kutch Desert" Archives of Virology 161 3: 721–724 doi:101007/s00705-015-2720-8 PMID 26666442 
^ Kerepesi, Csaba; Grolmusz, Vince 2017 "The "Giant Virus Finder" Discovers an Abundance of Giant Viruses in the Antarctic Dry Valleys" Archives of Virology doi:101007/s00705-017-3286-4 
^ Zimmer, Carl 13 July 2010 "How Microbes Defend and Define Us" New York Times Retrieved 29 December 2011 
^ Nelson KE and White BA 2010 "Metagenomics and Its Applications to the Study of the Human Microbiome" Metagenomics: Theory, Methods and Applications Caister Academic Press ISBN 978-1-904455-54-7 
^ Qin, Junjie; Ruiqiang Li; Jeroen Raes; Manimozhiyan Arumugam; Kristoffer Solvesten Burgdorf March 2010 "A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing" Nature 464 7285: 59–65 doi:101038/nature08821 PMC 3779803  PMID 20203603 
^ Li, Luen-Luen; Sean R McCorkle; Sebastien Monchy; Safiyh Taghavi; Daniel van der Lelie 18 May 2009 "Bioprospecting metagenomes: glycosyl hydrolases for converting biomass" Biotechnology for Biofuels 2: 10 doi:101186/1754-6834-2-10 ISSN 1754-6834 
^ Jaenicke, Sebastian; Christina Ander; Thomas Bekel; Regina Bisdorf; Marcus Dröge; Karl-Heinz Gartemann; Sebastian Jünemann; Olaf Kaiser; Lutz Krause; Felix Tille; Martha Zakrzewski; Alfred Pühler; Andreas Schlüter; Alexander Goesmann 26 January 2011 Aziz, Ramy K, ed "Comparative and Joint Analysis of Two Metagenomic Datasets from a Biogas Fermenter Obtained by 454-Pyrosequencing" PLoS ONE 6 1: e14519 Bibcode:2011PLoSO614519J doi:101371/journalpone0014519 PMC 3027613  PMID 21297863 
^ Suen, Garret; Jarrod J Scott; Frank O Aylward; Sandra M Adams; Susannah G Tringe; Adrián A Pinto-Tomás; Clifton E Foster; Markus Pauly; Paul J Weimer; Kerrie W Barry; Lynne A Goodwin; Pascal Bouffard; Lewyn Li; Jolene Osterberger; Timothy T Harkins; Steven C Slater; Timothy J Donohue; Cameron R Currie September 2010 Sonnenburg, Justin, ed "An insect herbivore microbiome with high plant biomass-degrading capacity" PLoS Genetics 6 9: e1001129 doi:101371/journalpgen1001129 ISSN 1553-7404 PMC 2944797  PMID 20885794 
^ George I; et al 2010 "Application of Metagenomics to Bioremediation" Metagenomics: Theory, Methods and Applications Caister Academic Press ISBN 978-1-904455-54-7 
^ a b Committee on Metagenomics: Challenges and Functional Applications, National Research Council 2007 Understanding Our Microbial Planet: The New Science of Metagenomics PDF The National Academies Press 
^ Simon, C; Daniel, R 2009 "Achievements and new knowledge unraveled by metagenomic approaches" Applied Microbiology and Biotechnology 85 2: 265–276 doi:101007/s00253-009-2233-z PMC 2773367  PMID 19760178 
^ Wong D 2010 "Applications of Metagenomics for Industrial Bioproducts" Metagenomics: Theory, Methods and Applications Caister Academic Press ISBN 978-1-904455-54-7 
^ a b Schloss, Patrick D; Jo Handelsman June 2003 "Biotechnological prospects from metagenomics" PDF Current Opinion in Biotechnology 14 3: 303–310 doi:101016/S0958-16690300067-3 ISSN 0958-1669 PMID 12849784 Retrieved 3 January 2012 
^ a b c Kakirde, Kavita S; Larissa C Parsley; Mark R Liles 1 November 2010 "Size Does Matter: Application-driven Approaches for Soil Metagenomics" Soil biology & biochemistry 42 11: 1911–1923 doi:101016/jsoilbio201007021 ISSN 0038-0717 
^ Parachin, Nádia Skorupa; Marie F Gorwa-Grauslund 2011 "Isolation of xylose isomerases by sequence- and function-based screening from a soil metagenomic library" Biotechnology for Biofuels 4 1: 9 doi:101186/1754-6834-4-9 ISSN 1754-6834 Retrieved 3 January 2012 
^ Hover BM, Kim S, Katz M, Charlop-Powers Z, Owen JG, Ternei MA, et al 12 February 2018 "Culture-independent discovery of the malacidins as calcium-dependent antibiotics with activity against multidrug-resistant Gram-positive pathogens" Nature Microbiology doi:101038/s41564-018-0110-1 
^ Jansson, Janet 2011 "Towards "Tera-Terra": Terabase Sequencing of Terrestrial Metagenomes Print E-mail" Microbe 6 7 p 309 Archived from the original on 31 March 2012 
^ Vogel, T M; Simonet, P; Jansson, J K; Hirsch, P R; Tiedje, J M; Van Elsas, J D; Bailey, M J; Nalin, R; Philippot, L 2009 "TerraGenome: A consortium for the sequencing of a soil metagenome" Nature Reviews Microbiology 7 4: 252 doi:101038/nrmicro2119 
^ "TerraGenome Homepage" TerraGenome international sequencing consortium Retrieved 30 December 2011 
^ Charles T 2010 "The Potential for Investigation of Plant-microbe Interactions Using Metagenomics Methods" Metagenomics: Theory, Methods and Applications Caister Academic Press ISBN 978-1-904455-54-7 
^ Bringel, Françoise; Couée, Ivan 2015-05-22 "Pivotal roles of phyllosphere microorganisms at the interface between plant functioning and atmospheric trace gas dynamics" Frontiers in Microbiology 6: 486 doi:103389/fmicb201500486 
^ Raes, J; Letunic, I; Yamada, T; Jensen, L J; Bork, P 2011 "Toward molecular trait-based ecology through integration of biogeochemical, geographical and metagenomic data" Molecular Systems Biology 7: 473 doi:101038/msb20116 PMC 3094067  PMID 21407210 
^ Lavery, T J; Roudnew, B; Seymour, J; Mitchell, J G; Jeffries, T 2012 Steinke, Dirk, ed "High Nutrient Transport and Cycling Potential Revealed in the Microbial Metagenome of Australian Sea Lion Neophoca cinerea Faeces" PLoS ONE 7 5: e36478 doi:101371/journalpone0036478 PMC 3350522  PMID 22606263 
^ "What's Swimming In The River Just Look For DNA" NPRorg 24 July 2013 Retrieved 10 October 2014 
External links
Focus on Metagenomics at Nature Reviews Microbiology journal website
The “Critical Assessment of Metagenome Interpretation” CAMI initiative to evaluate methods in metagenomics
Metagenomics Sequencing for microscopic life Research
v
e
Omics
Genomics
Cognitive genomics
Computational genomics
Comparative genomics
Functional genomics
Genome project
Human Genome Project
Metagenomics
Personal genomics
Social genomics
Structural genomics
Bioinformatics
Biochip
Cheminformatics
Chemogenomics
Connectomics
Glycomics
Immunomics
Lipidomics
MetabolomicsMicrobiomics
Nutrigenomics
Paleopolyploidy
Pharmacogenetics
Pharmacogenomics
Systems biology
Toxicogenomics
Transcriptomics
Structural biology
Proteomics
Human Proteome Project
Call-map proteomics
Structure-based drug design
Expression proteomics
Research tools
2-D electrophoresis
Mass spectrometer
Electrospray ionization
Matrix-assisted laser desorption ionization
Matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometer
Microfluidic-based tools
Isotope affinity tags
Organizations
National Institutes of Health USA
DNA Data Bank of Japan JP
European Molecular Biology Laboratory EU
Sanger Centre EN
Biology portal
Medicine portal


Metagenomics

Random Posts

Book

Book

A book is a set of written, printed, illustrated, or blank sheets, made of ink, paper, parchment, or...
Boston Renegades

Boston Renegades

Boston Renegades was an American women’s soccer team, founded in 2003 The team was a member of the U...
Sa Caleta Phoenician Settlement

Sa Caleta Phoenician Settlement

Sa Caleta Phoenician Settlement can be found on a rocky headland about 10 kilometers west of Ibiza T...
Bodybuilding.com

Bodybuilding.com

Bodybuildingcom is an American online retailer based in Boise, Idaho, specializing in dietary supple...