معلومة

ما هو شكل الميتاجينوم بالنسبة لفئات الحيوانات الأخرى؟

ما هو شكل الميتاجينوم بالنسبة لفئات الحيوانات الأخرى؟


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.

في الآونة الأخيرة ، كان هناك الكثير من النقاش حول العديد من الخلايا غير البشرية الضرورية لجسم الإنسان السليم - تسمى الميكروبيوم ، أو الميتاجينوم. يوجد الكثير من هذا في ميكروبيوم الأمعاء. انظر هذا السؤال ، على سبيل المثال.

يؤكد مشروع الميكروبيوم البشري في المعاهد الوطنية للصحة على أننا بدأنا للتو في قياس تفاصيل هذا للحالة البشرية.

أفترض أن هذا ينطبق بالمثل على جميع أنواع الثدييات ، ولا أعرف إلى أي مدى أبعد. تمتلك الأسماك خطة جسم مختلفة تمامًا عن الثدييات ، بما في ذلك أمعاء مختلفة تمامًا. والأمعاء المعوية لديها خطة جسم مختلفة أكثر من نواح كثيرة ، بما في ذلك القناة الهضمية مرة أخرى.

هل تعتمد السمكة النموذجية على ميكروبيوم كبير مثل الإنسان؟ هل يعرف الكثير عن ذلك؟ ماذا عن قنديل البحر؟


هناك أجزاء متعددة للإجابة عن هذا.

1) لا يوجد فقط ميكروبيوم في القناة الهضمية. لذا فإن الميكروبات بشكل عام متنوعة للغاية. بالطبع ، سيكون ميكروبيوم الأسماك على المقاييس مختلفًا تمامًا عن الميكروبيوم الموجود على جلد الإنسان.

2) تختلف ميكروبيومات الأمعاء أيضًا اختلافًا كبيرًا في كل من المحتوى التصنيفي والوظيفي ، كما هي في منافذ بيئية مختلفة.

3) هناك دراسات ميكروبيوم لكل نوع من الكائنات الحية التي يمكن أن أتخيلها الآن. الأسماك والحشرات والثعابين ، سمها ما شئت. تختلف في تنوع وتكوين الميكروبيوم الخاص بها ، ولكن تختلف أيضًا الطرق المستخدمة وقواعد البيانات ، لذلك من الصعب مقارنتها.

4) كلما ابتعدنا عن الميكروبيومات المدروسة جيدًا ، كلما كانت مهمتنا للتصنيف والوظيفة أقل تحديدًا ، لأننا لم نشهد ما يكفي من الميكروبات المماثلة من قبل. لذلك سيتم إخفاء المزيد من المعلومات في "المادة المظلمة" (في الميتاجينوميات: القراءات غير المخصصة لفئة و / أو وظيفة).

لسوء الحظ ، لا أعرف أي ميكروبيوم لقنديل البحر حتى الآن. يبدو أن أجسامهم (على حد علمي) أكثر "نفاذية" لمياه البحر (-> بيئتهم) ، وبالتالي أعتقد أنه سيكون لديهم بشكل عام بكتيريا مائية في كل ما يتوافق مع أمعائهم. يقال إن ميكروبيوم البحر متنوع للغاية ولم تتم دراسته كثيرًا ، على الرغم من وجود مشاريع رائعة مثل اليوم العالمي لأخذ عينات المحيطات لمحاولة سد هذه الفجوة الضخمة قدر الإمكان.


كتاب تمهيدي عن Metagenomics

انتساب البنية التحتية السيبرانية المجتمعية لبحوث البيئة الميكروبية البحرية وتحليلها ، معهد كاليفورنيا للاتصالات وتكنولوجيا المعلومات ، جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو ، لا جولا ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية

الانتماءات البنية التحتية السيبرانية المجتمعية لبحوث البيئة الميكروبية البحرية وتحليلها ، معهد كاليفورنيا للاتصالات وتكنولوجيا المعلومات ، جامعة كاليفورنيا سان دييغو ، لا جولا ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية ، برنامج المعلوماتية الحيوية وبيولوجيا النظم ، معهد بورنهام للبحوث الطبية ، لا جولا ، كاليفورنيا ، الولايات المتحدة الأمريكية

الانتماءات قسم علم الأحياء الدقيقة ، جامعة ميامي ، أكسفورد ، أوهايو ، الولايات المتحدة الأمريكية ، قسم علوم الكمبيوتر وهندسة البرمجيات ، جامعة ميامي ، أكسفورد ، أوهايو ، الولايات المتحدة الأمريكية


علم الميتاجينوميات الجديد

انسخ رمز HTML أدناه لتضمين هذا الكتاب في مدونتك أو موقعك على الويب أو تطبيقك.

ما هو ما قبل النشر؟

النسخة غير المصححة ، أو ما قبل النشر ، هي دليل غير مصحح للكتاب. ننشر المنشورات المسبقة لتسهيل الوصول إلى نتائج اللجنة في الوقت المناسب.

ماذا يحدث عند الطلب المسبق؟

لم يتم نشر النسخة النهائية من هذا الكتاب بعد. يمكنك طلب نسخة من الكتاب مسبقًا وسنرسلها إليك عندما تصبح متاحة. لن نفرض عليك رسومًا مقابل الكتاب حتى يتم شحنه. سعر الكتاب الذي تم طلبه مسبقًا هو سعر تقديري وخاضع للتغيير. سيتم تحرير جميع الطلبات المتأخرة بالسعر النهائي المحدد. على سبيل المجاملة ، إذا ارتفع السعر بأكثر من 3.00 دولارات ، فسوف نخطرك بذلك.

إذا انخفض السعر ، فسنقوم ببساطة بتحصيل السعر الأقل.

سيتم تمديد الخصومات المطبقة.

تنزيل واستخدام الكتب الإلكترونية من NAP

ما هو الكتاب الاليكتروني؟

الكتاب الإلكتروني هو أحد تنسيقي الملفات المصممين للاستخدام مع أجهزة وتطبيقات القارئ الإلكتروني مثل Amazon Kindle أو Apple iBooks.

لماذا يعتبر الكتاب الإلكتروني أفضل من PDF؟

يعد ملف PDF تمثيلًا رقميًا للكتاب المطبوع ، لذا فبينما يمكن تحميله في معظم برامج القارئ الإلكتروني ، فإنه لا يسمح بنص يمكن تغيير حجمه أو وظائف تفاعلية متقدمة. تم تحسين الكتاب الإلكتروني لأجهزة وتطبيقات القارئ الإلكتروني ، مما يعني أنه يوفر تجربة قراءة رقمية أفضل بكثير من ملف PDF ، بما في ذلك النص القابل لتغيير الحجم والميزات التفاعلية (عند توفرها).

من أين أحصل على ملفات الكتب الإلكترونية؟

تتوفر ملفات الكتب الإلكترونية الآن لعدد كبير من التقارير على موقع ويب NAP.edu. إذا كان الكتاب الإلكتروني متاحًا ، فسترى خيار شرائه على صفحة الكتاب.

أنواع المنشورات

تقرير دراسة الإجماع: توثق تقارير دراسة الإجماع التي نشرتها الأكاديميات الوطنية للعلوم والهندسة والطب الإجماع القائم على الأدلة بشأن بيان مهمة الدراسة من قبل لجنة مؤلفة من الخبراء. تتضمن التقارير عادةً النتائج والاستنتاجات والتوصيات بناءً على المعلومات التي جمعتها اللجنة ومداولات اللجنة. خضع كل تقرير لعملية مراجعة دقيقة ومستقلة من قبل الأقران وهو يمثل موقف الأكاديميات الوطنية من بيان المهمة.

المساهمون

وصف

على الرغم من أننا لا نستطيع عادة رؤيتها ، إلا أن الميكروبات ضرورية لكل جزء من حياة الإنسان - في الواقع كل أشكال الحياة على الأرض. يقدم مجال علم الميتاجينوميات الناشئ طريقة جديدة لاستكشاف عالم الميكروبات التي ستحول علم الأحياء الدقيقة الحديث وتؤدي إلى تطبيقات عملية في الطب والزراعة والطاقة البديلة والمعالجة البيئية والعديد من المجالات الأخرى. تسمح Metagenomics للباحثين بالنظر في جينومات جميع الميكروبات في بيئة ما في وقت واحد ، مما يوفر رؤية "ميتا" للمجتمع الميكروبي بأكمله والتفاعلات المعقدة داخله. إنها قفزة نوعية تتجاوز تقنيات البحث التقليدية التي تعتمد على دراسة - واحدًا تلو الآخر - الميكروبات القليلة التي يمكن زراعتها في المختبر. بناءً على طلب المؤسسة الوطنية للعلوم ، وخمسة معاهد من المعاهد الوطنية للصحة ، ووزارة الطاقة ، نظم المجلس القومي للبحوث لجنة لمعالجة الوضع الحالي لعلم الميتاجينوميات وتحديد العقبات التي يواجهها الباحثون الحاليون من أجل تحديد كيفية ذلك. لدعم المجال على أفضل وجه وتشجيع نجاحه. علم الميتاجينوميات الجديد توصي بإنشاء "مبادرة Metagenomics العالمية" التي تضم عددًا صغيرًا من مشاريع metagenomics واسعة النطاق بالإضافة إلى العديد من المشاريع المتوسطة والصغيرة للنهوض بالتكنولوجيا وتطوير الممارسات المعيارية اللازمة للنهوض بهذا المجال. يتناول التقرير أيضًا احتياجات قواعد البيانات والتحديات المنهجية وأهمية التعاون متعدد التخصصات في دعم هذا المجال الجديد.

المواضيع

اقترح الاقتباس

استيراد هذا الاقتباس إلى:

معلومات النشر

لمحة عن الموارد

جدول المحتويات

الروابط

صوتي

معلومات حقوق التأليف والنشر

عقدت الأكاديمية الوطنية للصحافة ومجلس أبحاث النقل شراكة مع مركز تخليص حقوق النشر لتقديم مجموعة متنوعة من الخيارات لإعادة استخدام المحتوى الخاص بنا. يمكنك طلب الإذن من أجل:

  • إعادة النشر أو العرض في منشور أو عرض تقديمي أو وسائط أخرى
  • استخدامها في المواد والأطروحات المطبوعة أو الإلكترونية
  • شارك إلكترونيًا عبر شبكة إنترانت أو إكسترانت آمنة
  • و اكثر

بالنسبة لمعظم الاستخدامات الأكاديمية والتعليمية ، لن يتم فرض رسوم على حقوق الملكية على الرغم من أنك مطالب بالحصول على ترخيص والامتثال لشروط وأحكام الترخيص.

الترجمة وحقوق أخرى

للحصول على معلومات حول كيفية طلب الإذن بترجمة عملنا ولأي استفسار آخر متعلق بالحقوق ، يرجى النقر هنا.

خدمة عملاء Copyright.com

للأسئلة حول استخدام خدمة Copyright.com ، يرجى الاتصال بـ:

تحميل احصائيات لـ علم الميتاجينوميات الجديد: الكشف عن أسرار كوكبنا الميكروبي.


ما الذي تعلمنا إياه الميتاجينوميات ، وما الذي ينقصنا؟

أحدث التسلسل الميتاجينومي للبندقية ثورة في قدرتنا على اكتشاف وتوصيف تنوع ووظيفة المجتمعات الميكروبية المعقدة. في هذه المراجعة ، نسلط الضوء على فوائد استخدام الميتاجينوميات وكذلك اتساع الاستنتاجات التي يمكن إجراؤها باستخدام الأدوات التحليلية المتاحة حاليًا ، مثل دقة أكبر للأنواع والسلالات عبر الشعب والمحتوى الوظيفي ، مع تسليط الضوء على تحديات تحليل البيانات الميتاجينومية. لا تزال هناك تحديات رئيسية في وظيفة الشرح ، نظرًا لندرة قواعد البيانات الوظيفية للبكتيريا البيئية مقارنة بالكائنات الحية النموذجية ، والصعوبات التقنية لتجميع الميتاجينوم والمراحل في العينات البيئية غير المتجانسة. في المستقبل ، ستؤدي التحسينات والابتكار في التكنولوجيا والمنهجية إلى خفض التكاليف. سيؤدي تكامل البيانات باستخدام منصات تكنولوجية متعددة إلى فهم أفضل لكيفية تسخير metagenomes. بعد ذلك ، سنكون قادرين ليس فقط على توصيف الميكروبات المعقدة ولكن أيضًا على التلاعب بالمجتمعات لتحقيق نتائج مزدهرة للصحة والزراعة والاستدامة البيئية.


ما الذي تعلمنا إياه الميتاجينوميات ، وما الذي ينقصنا؟

أحدث التسلسل الميتاجينومي للبندقية ثورة في قدرتنا على اكتشاف وتوصيف تنوع ووظيفة المجتمعات الميكروبية المعقدة. في هذه المراجعة ، نسلط الضوء على فوائد استخدام الميتاجينوميات وكذلك اتساع الاستنتاجات التي يمكن إجراؤها باستخدام الأدوات التحليلية المتاحة حاليًا ، مثل دقة أكبر للأنواع والسلالات عبر الشعب والمحتوى الوظيفي ، مع تسليط الضوء على تحديات تحليل البيانات الميتاجينومية. لا تزال هناك تحديات كبيرة في وظيفة الشرح ، نظرًا لندرة قواعد البيانات الوظيفية للبكتيريا البيئية مقارنة بالكائنات النموذجية ، والصعوبات التقنية لتجميع الميتاجينوم والتشغيل التدريجي في العينات البيئية غير المتجانسة. في المستقبل ، ستؤدي التحسينات والابتكار في التكنولوجيا والمنهجية إلى خفض التكاليف. سيؤدي تكامل البيانات باستخدام منصات تكنولوجية متعددة إلى فهم أفضل لكيفية تسخير metagenomes. بعد ذلك ، سنكون قادرين ليس فقط على توصيف الميكروبات المعقدة ولكن أيضًا على التلاعب بالمجتمعات لتحقيق نتائج مزدهرة للصحة والزراعة والاستدامة البيئية.


الاستنتاجات

استخدمنا قواعد البيانات الخاصة بالجينات المعروفة لتقدير الهيكل العام والتنوع لمقاومات وأنواع المضادات الحيوية في metagenomes المتسلسلة بعمق عبر البيئات ، بما في ذلك البشر والحيوانات. الأهم من ذلك ، وصفنا إمكانية وجود العديد من البيئات الخارجية ، مثل البيئات المعرضة للتلوث الصيدلاني ، والهواء والمياه العادمة / الحمأة لتكون بمثابة نقاط ساخنة لتطوير المقاومة و / أو انتقال ARGs. بالإضافة إلى ذلك ، تشير نتائجنا إلى أن هذه البيئات قد تلعب أدوارًا مهمة في تعبئة ARGs غير المعروفة حتى الآن وانتقالها إلى مسببات الأمراض البشرية. مجتمعة ، لتقديم إرشادات لإجراءات الحد من المخاطر ، نقترح تدابير تنظيمية صارمة لتصريف النفايات من الصناعات الصيدلانية ونشجع المزيد من الاهتمام بالهواء في نقل مقاومة المضادات الحيوية.


معايير البيانات المقترنة

الهدف من PoDP هو ربط مجموعات بيانات الأيض العامة بأصولها الجينية. لا يخزن برنامج PoDP أي مجموعات بيانات متعلقة بالأيض أو علم الجينوم ، ولكنه يلتقط البيانات الوصفية التي تحدد أزواجًا من مجموعات بيانات omics في قواعد البيانات العامة والأنظمة الأساسية التي تم التحقق من صحتها بالفعل واستخدامها من قبل مجتمعات الجينوميات وعلم الأيض. يتكون PoDP من نموذج من ستة أقسام لإدخال سهل وسريع للبيانات (الشكل 1). يتم تنظيم البيانات الوصفية في مشاريع يمكن أن تتكون من تجارب متعددة ذات صلة ، والتي تم تحديدها من خلال انضمامها الضخم أو معرف دراسة MetaboLights. يمكن إضافة جميع الجينومات (التعريفية) المستخدمة في هذه التجارب إلى نفس المشروع عبر معرف قاعدة بيانات عامة (على سبيل المثال ، رقم انضمام NCBI GenBank أو معرف جينوم JGI) ، مع قيام المستخدم بإنشاء ملصقات جينوم سهلة الاستدعاء لكل جينوم (ميتا). يتم تسجيل الحد الأدنى من البيانات الوصفية مع معلومات حول إعداد العينات وجمع البيانات بطريقة معيارية ، مما يسمح بإعدادات تجريبية متعددة داخل مشروع واحد. علاوة على ذلك ، من خلال معرفات الانضمام BioSample ، يمكن ربط البيانات الوصفية المخزنة في مكان آخر بجينوم (meta) (meta) أيضًا. تُستخدم أيضًا تسميات البيانات الوصفية المحددة من قبل المستخدم لسهولة الاستدعاء في خطوة الربط ، حيث يتم ربط عنوان URL لمجموعة معينة من أطياف MS مع تسمية الجينوم وعلامات البيانات الوصفية لإنشاء ارتباط جينوم-مستقلب. لإنشاء ارتباط BGC-MS / MS ، يمكن ربط معرف MIBiG لنفس أو BGC مماثل بعنوان URL MS / MS ورقم المسح الضوئي لجزيء واحد مُقاس أو عقد شبكة جزيئية (تمثل جزيئات مُقاسة فريدة) في عائلة جزيئية (مجموعة من الجزيئات ذات الصلة من الناحية الهيكلية تم تحديدها بواسطة أنماط تجزئة مماثلة). يحفز هذا النهج بالتالي تقديم مجموعات الجينات التي تم التحقق من صحتها إلى مستودع MIBiG من أجل إنشاء ارتباط BGC-MS / MS في PoDP.

يربط PoDP بين البيانات الجينومية والأيضية المودعة في المستودعات العامة ، مصحوبة بحد أدنى من البيانات الوصفية. يوثق النظام الأساسي معلومات المُرسِل الأساسية بالإضافة إلى أرقام الانضمام لبيانات الجينوم والأيض. يتيح التسجيل الموحد للتفاصيل التجريبية الرئيسية للمستخدمين إمكانية البحث عن مجموعات البيانات ومقارنتها بشكل أفضل ، وتمكين التسميات التي يحددها المستخدم من تفاصيل الجينوم والتفاصيل التجريبية (القسمان 3 و 4) من التقديم المباشر للروابط المتعددة. يتكون جوهر النظام الأساسي من روابط بين مجموعات البيانات الجينومية والأيضية والروابط بين BGCs وأطياف MS / MS ، مما يسهل تكامل البيانات. PMID ، PubMed ID OD ، الكثافة البصرية CE ، طاقة التصادم SMILES ، إدخال خط إدخال جزيئي مبسط IUPAC ، الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية MS 2 ، تجزئة MS / MS.

من خلال الحصول على تعليقات تكرارية من مجموعة من المستخدمين الأوائل من مجموعات بحثية مختلفة ، قمنا بتضييق نطاق البيانات الوصفية المطلوبة في PoDP إلى الحد الأدنى من المعلومات اللازمة لإنشاء روابط ذات مغزى بين البيانات الجينية والبيانات الأيضية ذات الصلة بالمجتمع. قد يؤدي التقاط النطاق الكامل للمتغيرات ذات الصلة في أي تجربة معينة بتنسيق قياسي وقابل للقراءة آليًا إلى عملية إدخال بيانات معقدة للغاية ومملة. لذلك ، تم تحقيق توازن بين إدخال البيانات المرن وسهل الاستخدام ، والحفاظ على قابلية قراءة الآلة للتحليلات واسعة النطاق في المستقبل. من خلال التوحيد القياسي والربط بين علم الوجود فقط المعلومات الأكثر صلة التي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على المستقلبات التي يتم إنتاجها واستخراجها واكتشافها بواسطة MS ، توصلنا إلى مجموعة من الحد الأدنى من البيانات الوصفية المطلوبة لتقديمها.

لتمكين إمكانية قراءة البيانات آليًا ، تُستخدم الأنطولوجيا لتوحيد خيارات الاستجابة حيثما أمكن ذلك. وهذا يضمن أن المجتمع العالمي يمكنه استخدام نفس المصطلح لجزء معين من البيانات الوصفية واستخدام هذه الأنطولوجيات لإجراء تحديدات دقيقة وذات مغزى من البيانات لتحليلها. على سبيل المثال ، يمكن للباحثين اختيار مجموعات بيانات موثوقة والحصول عليها فقط التي تستخدم مرق الصويا التجريبي للثقافة أو مجموعات البيانات الميتاجينومية المشتقة من اللافقاريات المائية ، أو مجرد جزء من مجموعات البيانات المقترنة التي تم فيها الحصول على بيانات MS في وضع التأين الإيجابي. بالنسبة لفئات البيانات الوصفية ذات الخيارات العديدة ، والتي لا يمكن فيها استيعاب جميع الاحتمالات من خلال الأنطولوجيا القياسية ، يتم توفير فئة "أخرى" لمزيد من التوضيح. النص الحر الذي تم إدخاله في مربعات "أخرى" ليس قابلاً للقراءة آليًا ولكنه يوفر خيارًا للتخصيص من قبل المستخدم ويمكن أن يساعد في الاحتفاظ بسجلات مهمة ولكن غير قياسية للبيانات المقترنة. علاوة على ذلك ، يمكن البحث في جميع الحقول بما في ذلك مربعات "أخرى" للعثور على مشاريع تحتوي على بيانات محددة.


المواد والأساليب

مجموعات البيانات

لتدريب النموذج ، استخدمنا 9565 تسلسل فاستا ، بما في ذلك كل من الكروموسومات (1961) والبلازميدات (7604) من الكائنات الحية من بكتيريا المملكة ، والتي قمنا بتنزيلها من NCBI Refseq Genomes FTP (ftp: //ftp.ncbi.nlm.nih .gov / genomes / refseq) بناءً على المعايير التالية: (1) تم تمييز الجينوم على أنه "الجينوم التمثيلي" (2) كان الجينوم على مستوى التجميع "الجينوم الكامل" (3) لنوع معين ، فقط الأكثر تم تنزيل تسلسل حتى تاريخه. بالإضافة إلى ذلك ، تم تنزيل تسلسل البلازميد من ftp://ftp.ncbi.nlm.nih.gov/genomes/refseq/plasmid/. تم الحصول على المعلومات التصنيفية باستخدام حزمة rentrez (شتاء ، 2016 ، المتاحة على https://CRAN.R-project.org/package=rentrez) في R بناءً على taxon_id المتوفرة في ملف Assembly_summary.txt من NCBI FTP ، وكانت تم تنسيقها يدويًا لتصفية المتواليات حقيقية النواة والبدئية والفيروسية. تم بعد ذلك إلغاء تكرار تسلسلات التدريب لإزالة البلازميدات التي تحدث في كل من تسلسل الجينوم بأكمله وفي قاعدة بيانات Refseq plasmids. يتم سرد جميع التسلسلات كاملة الطول المستخدمة للتدريب في الجدول التكميلي S1. في الخطوة التالية ، تم تقسيم جميع التسلسلات بشكل عشوائي إلى أجزاء أصغر بأطوال 5 أو 10 أو 50 كيلو بايت ، والتي غطت ما يصل إلى 5 أو 75 ٪ من طول التسلسل للكروموسومات الفردية والبلازميدات ، على التوالي. تم ترشيح التسلسلات المتبقية ، التي لم يتم تضمينها في مجموعة بيانات التدريب 10 كيلو بايت ، بحيث يكون الحد الأدنى لطولها 1 كيلو بايت واستخدامها لمزيد من تحليلات الأداء. تحتوي مجموعة بيانات التحقق هذه على 61221 قطعة متسلسلة بأطوال تتراوح من 1 إلى 1580 كيلو بايت. تم تصنيف جميع أجزاء التسلسل باستخدام الأصل (البلازميد / الكروموسوم) والمعلومات التصنيفية (الشعبة) (انظر التفاصيل أدناه).

لاختبار نهجنا ، استخدمنا بيانات البلازميدوم المرجعية ، والتي تضمنت: (1) مجموعة بلازميدوم الكرش البقري (مجموعة بيانات Brown Kav) (18) ، والتي تم تنزيلها من MG-RAST (32) (الانضمام 4460391.3) (2) ميتاجينوم البلازميد الخاص بتجميع نظام الحمأة المنشط (33) ، والذي تم تنزيله من MG-RAST (إدخال 4474000.3) (3) ميتاجينوم البلازميد للحمأة المنشطة (مجموعة بيانات تشانغ) (6) ، والتي تم تنزيلها كقراءات أولية من NCBI Short Read Archive (SRA) (الانضمام SRP007256.1) وتم تجميعه باستخدام SPAdes 3.9.1 (34) (iv) plasmids من محطة معالجة مياه الصرف الصحي (Szczepanowski dataset) (12) والتي تم تنزيلها من ftp: //ftp.cebitec .uni-bielefeld.de / pub / ملاحق / SzczepanowskiEtAl_Insight_JournalBiotech_2008.zip كقراءات أولية وتجميعها باستخدام SPAdes ، مع خيار المجمع فقط بسبب نقص البيانات عالية الجودة.

تم تقييم قابلية تطبيق البرامج المقدمة على البيانات الجينية المتسلسلة حديثًا باستخدام المنشور مؤخرًا الأيروموناس ص. 023A (35) ، تم تجميعه باستخدام SPAdes ، ومسودة التسلسلات الجينية المتاحة في قاعدة بيانات Refseq ، مطابقة للمعايير التالية: (1) تم وضع علامة على الجينوم على أنه `` الجينوم التمثيلي '' (2) كان الجينوم في مستوى التجميع 'Scaffold' أو تم تنزيل 'Contig' و (iii) لأنواع معينة ، فقط أحدث تسلسل تم تنزيله. تم إجراء اختبار إضافي باستخدام مجموعة من 42 جينومًا بكتيريًا تحتوي على عدد مختلف من البلازميدات ، والتي تم وصفها في Arredondo-Alonso وآخرون. (31). يتم توفير قائمة الجينومات ومدخلاتها في الجدول التكميلي S2. تم تنزيل بيانات التسلسل الخام لكل جينوم من SRA وتم تجميعها باستخدام SPAdes 3.9.1. تم تنزيل تسلسلات التجميع المرجعية من GenBank.

تم إجراء تقييم البيانات الميتاجينومية باستخدام متواليات من الحصائر الميكروبية التي تعيش في مياه المناجم من منجم يورانيوم مهجور في Kowary (KOW) ومنجم ذهب في Zloty Stok (ZS) ، بولندا. تم تجميع القراءات الأولية ، المتوفرة في MG-RAST (أرقام الانضمام في الجدول الإضافي S3) ، باستخدام SPAdes 3.9.1 (34).

معالجة التسلسل والتدريب على الشبكة العصبية

يوضح الشكل 1 مخطط انسيابي يوضح الخطوات الرئيسية المتعلقة بإعداد مجموعة بيانات التدريب وتدريب الشبكة العصبية وتصنيف التسلسل.


خلفية

مع النمو السريع في عدد السكان والتصنيع والتحضر ، زادت مستويات التلوث في الأنهار بشكل كبير. المياه العذبة مطلوبة لتلبية متطلبات السكان ، ومع ذلك ، أدى إلقاء النفايات المنزلية والصناعية والزراعية في مصادر المياه العذبة إلى تدهورها السريع. يتم تصريف مجموعة متنوعة من الملوثات العضوية وغير العضوية غير المعالجة ، بما في ذلك الفضلات البرازية ، والنفايات الصناعية السائلة ، والزيوت ، والشحوم ، والبلاستيك ، والملدنات ، والعطريات ، والمبيدات الحشرية ، والمعادن الثقيلة في الأنهار. ونتيجة لذلك ، تم تحويل العديد من الأنهار إلى مصارف تحمل مياه الصرف الصحي ، مما يشكل تهديدًا كبيرًا للنظام البيئي. يوجد سيناريو مشابه في الهند ، حيث تظهر العديد من الأنهار الرئيسية مستويات عالية من التلوث الذي يؤثر على السكان والنظام البيئي المحيط [1،2،3،4،5].

يعتبر نهر يامونا ، أطول رافد لنهر الجانج ، من بين أكثر الأنهار تلوثًا في الهند [٦ ، ٧]. ينبع من نهر يامونوتري الجليدي ، ويتدفق عبر 1376 كم قبل الاندماج في نهر الجانج في الله أباد. يتلقى Yamuna مصبات من 18 مصرفًا رئيسيًا في منطقة دلهي (مجلس مكافحة التلوث المركزي (CPCB) 2015). يعتبر التصريف غير المعالج للجريان السطحي الحضري المكون من نفايات البراز ونفايات المستشفيات والنفايات المنزلية الأخرى والنفايات الصناعية من العوامل الرئيسية المسببة للتلوث ، مما يتسبب في زيادة الحمل العضوي والمواد الكيميائية السامة والمعادن الثقيلة في النهر [8 ، 9 ]. وفقًا لتقارير تقييم المياه في Yamuna ، لوحظ في عام 2016 في موقع في نيودلهي (CPCB 2017) 0.1-1.1 ملغم / لتر من الأكسجين المذاب ، 29-67 ملغم / لتر من الطلب الأوكسجيني البيولوجي و 230.000-160.000.000 MPN / 100 مل من محتوى القولون. تعتبر المستويات المنخفضة من الأكسجين المذاب والمستويات العالية جدًا من الطلب الأوكسجيني البيولوجي مؤشرات على تدهور جودة مياه النهر.

تعد الميكروبات مكونات أساسية للنظم البيئية المائية وتمتلك مجموعة واسعة من الجينات الأيضية وهي العوامل الرئيسية للدورة البيوجيوكيميائية [10]. ومع ذلك ، فإن المجتمعات البكتيرية في نهر ملوث مثل نهر يامونا تزدهر على الحمل العضوي المتراكم والمواد الكيميائية السامة والمواد الغريبة الحيوية والمعادن الثقيلة الموجودة في النهر. في مثل هذه البيئة ، من المتوقع أن يمتلك الميكروبيوم البكتيري جينات قادرة على تحطيم الملوثات المختلفة ، بما في ذلك المركبات العضوية ، والمواد السامة ، والمواد الغريبة الحيوية. علاوة على ذلك ، يؤدي التفريغ الحضري أيضًا إلى تراكم المضادات الحيوية في المصارف المستقبلة التي تندمج في نهر يامونا [11 ، 12 ، 13 ، 14 ، 15]. تم اكتشاف المضادات الحيوية مثل الأمبيسلين وسيبروفلوكساسين وجاتيفلوكساسين وسبارفلوكساسين وسيبوروكسيم في نهر يامونا في مواقع مختلفة في منطقة نيودلهي [15]. إن الكشف عن المضادات الحيوية وتصريف عدد كبير من مجاري الصرف الصحي في النهر يشير إلى وجود مجموعة من المقاومين المقيمين في نهر يامونا [16]. ومع ذلك ، لا يُعرف سوى القليل عن انتشار ARGs في النهر ، وهو مصدر رئيسي للمياه لعدد كبير من السكان في الهند.

يساعد فهم الديناميكيات في بنية المجتمع ووظيفته عبر مصادر المياه العذبة الملوثة ، مثل Yamuna ، في تحديد تأثير الممارسات البشرية على النظم البيئية للمياه. تجعل الخصائص البيئية الفريدة ووجود التخثث في نهر يامونا موقعًا متميزًا للدراسة لاستكشاف بنية المجتمع البكتيري ، والتي تتميز بشكل سيئ بهذا النهر. وهكذا ، يحدد العمل الحالي المجتمعات البكتيرية الموجودة في مياه نهر يامونا باستخدام مناهج الميتاجينوم. تظهر مستويات التلوث في يامونا اختلافات جذرية بين فترة ما قبل الرياح الموسمية ووقت ما بعد الرياح الموسمية. لذلك ، لالتقاط التنوع البكتيري للنهر وفهم الاختلافات بين الموسمين ، تم إجراء التقييمات الميتاجينومية في نقطتين زمنيتين: يونيو (ما قبل الرياح الموسمية) ونوفمبر (ما بعد الرياح الموسمية). هذه هي الدراسة الأولى التي تقدم لمحات عن الخصائص الوظيفية جنبًا إلى جنب مع التنوع البكتيري للميكروبيوم من نهر يامونا. نظرًا لأن هذا النهر هو مصدر للمياه العذبة ، والذي يتم تلوثه بمياه الصرف الصحي ، فقد تم أيضًا إجراء تحليل مقارن لميتاجينوم نهر يامونا مع مياه الصرف الصحي وميتاجينوم المياه العذبة.


الانتماءات

المركز الوطني لمعلومات التكنولوجيا الحيوية ، المكتبة الوطنية للطب ، المعاهد الوطنية للصحة ، بيثيسدا ، دكتوراه في الطب ، 20894 ، الولايات المتحدة الأمريكية

ناتاليا يوتين ، صوفيا شيفتشينكو ، فلاديمير كابيتونوف وأمبير يوجين ف.كونين

Unité Biologie Moléculaire du Gène chez les Extrêmophiles ، قسم الأحياء الدقيقة ، معهد باستور ، باريس ، فرنسا

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

يمكنك أيضًا البحث عن هذا المؤلف في PubMed Google Scholar

المؤلف المراسل


شاهد الفيديو: بيوكاست. دكتور الحديدي يتحدث عن مجال الميتاجينوم في مصر وكيفية البدأ فيه ونصائح للمبتدئين. Bioinfo (قد 2022).


تعليقات:

  1. Freeman

    أنا مجنون بهم!

  2. Pol

    أن نكون صادقين ، في البداية لم أفهم تمامًا ، لكن في المرة الثانية التي حصلت عليها - شكرًا!



اكتب رسالة