呼吁進行微生物組科學國家數(shù)據(jù)管理

大量數(shù)據(jù)需要基礎(chǔ)設(shè)施以便于訪問使用的方式管理和存儲信息。雖然技術(shù)已經(jīng)擴大到允許研究人員在一個環(huán)境中對其微生物群落進行排序和注釋(其“微生物組”)，但是在不斷增加的規(guī)模上，數(shù)據(jù)管理方面尚未并行開發(fā)。

在2016年5月16日在線發(fā)表的“ 微生物學趨勢”論文中，美國能源部聯(lián)合基因組研究所(DOE JGI)的研究人員呼吁組建國家微生物組數(shù)據(jù)中心，以便有效管理全局累積的數(shù)據(jù)集。通過整合和利用所有可用的微生物組數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)，研究人員可以進行更大規(guī)模的比較分析，以應(yīng)對與能源，環(huán)??境，健康和農(nóng)業(yè)相關(guān)的全球挑戰(zhàn)。

“開始最大努力了解地球微生物群的時機已經(jīng)成熟，”能源部JGI原核生物超級項目負責人兼該研究的第一作者Nikos Kyrpides說。“生物序列數(shù)據(jù)應(yīng)被視為生物系統(tǒng)研究的工具，類似于天文望遠鏡和高能物理的粒子加速器。”

國家微生物組倡議的補充

及時的出版物補充了白宮推出的國家微生物組計劃，該計劃的重點是比較生態(tài)系統(tǒng)中的微生物群落，以確定塑造所有微生物組的“組織原則”。該團隊寫道，國家微生物組數(shù)據(jù)中心將“組織，處理和提供所有可用的環(huán)境基因組數(shù)據(jù)”。

Kyrpides和他的同事們發(fā)現(xiàn)了與近視相關(guān)的微生物組研究中的三個瓶頸：缺乏一個超越“一次性”微生物組數(shù)據(jù)集的宏偉愿景，而是一個更具凝聚力的集合; 缺乏機構(gòu)間資金模式; 有限的國際數(shù)據(jù)標準阻礙了全球研究界有效開展比較分析的能力。已有多種大型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可供幫助，包括由DOE JGI科學家運行的綜合微生物基因組(IMG)系統(tǒng)和基因組在線數(shù)據(jù)庫(GOLD)系統(tǒng)。這些資源允許研究人員分別訪問和分析公開可用的組裝微生物和微生物組數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。此外，

作為微生物研究量表的大視野

“在支持從大數(shù)據(jù)(即跨研究)中提取知識的適當資金方面，缺乏宏偉的愿景，”Kyrpides說。“此外，非常缺乏對無數(shù)微生物組樣本進行語境化所需的參考數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是解釋微生物組如何運作的基礎(chǔ)，以及它們?nèi)绾卧谒鼈兯幼〉沫h(huán)境和宿主中相互作用的基礎(chǔ)。系統(tǒng)解碼微生物及其環(huán)境以填補我們數(shù)據(jù)庫中的差距是邁向假設(shè)驅(qū)動科學的關(guān)鍵一步，可以更好地了解微生物的生命。“

能源部有傳承大型項目的傳統(tǒng) - 從第一個粒子加速器到其啟動人類基因組計劃的角色，DOE JGI對微生物組研究并不陌生，報告了微生物群落的第一個基因組特征。在過去十年中，微生物組研究規(guī)模不斷擴大，涉及白蟻后腸，牛瘤胃，墨西哥灣食油微生物群，草原土壤和永久凍土等項目。通過社區(qū)科學計劃，與DOE JGI合作開發(fā)了最大的氧氣最小區(qū)域數(shù)據(jù)集，以及被描述為病毒生態(tài)學界的“唯一系統(tǒng)和定量準備的數(shù)據(jù)集”。

“在微生物基因組學第三個十年的曙光，以及信息時代的到來，建立國家微生物組數(shù)據(jù)中心可以為了解地球的微生物組鋪平道路，”Kyrpides說。

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