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      大數(shù)據(jù)處理可實現(xiàn)全球細(xì)菌分析
      
			
      
				2019-01-12 11:35:30
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      來自生物樣本(例如皮膚，腸組織或土壤和水)的測序數(shù)據(jù)通常存檔在公共數(shù)據(jù)庫中。這使得來自全球各地的研究人員可以訪問它們。但是，這導(dǎo)致了大量數(shù)據(jù)的產(chǎn)生。為了能夠探索所有這些數(shù)據(jù)，需要新的評估方法。慕尼黑技術(shù)大學(xué)(TUM)的科學(xué)家開發(fā)了一種生物信息學(xué)工具，只需點擊幾下鼠標(biāo)即可搜索數(shù)據(jù)庫中的所有細(xì)菌序列，并找到相似之處或檢查特定序列是否存在。
      

      大數(shù)據(jù)處理可實現(xiàn)全球細(xì)菌分析
      

      微生物群落是世界各地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分。它們在關(guān)鍵的生物功能中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，從環(huán)境中的碳循環(huán)到氮循環(huán)，再到動物和人類的免疫和代謝過程的調(diào)節(jié)。這就是為什么許多科學(xué)家目前正在非常詳細(xì)地研究微生物群落。
      

      用于微生物DNA分析的測序
      

      1975年開發(fā)的Sanger測序方法曾經(jīng)是破譯DNA代碼30年的黃金標(biāo)準(zhǔn)。最近，下一代測序技術(shù)，或稱為NGS，已經(jīng)引發(fā)了一場新的革命：在最低人員需求的情況下，目前的設(shè)備可以在24小時內(nèi)產(chǎn)生與第一批DNA測序方法的數(shù)百次運行一樣多的數(shù)據(jù)。
      

      今天，細(xì)菌16S rRNA基因的測序分析是最常用的細(xì)菌鑒定方法。16S rRNA基因被認(rèn)為是重建生物之間關(guān)系程度的理想分子標(biāo)記，因為它們的核苷酸序列(DNA的構(gòu)建模塊)在整個進化過程中相對保守，可用于推斷微生物之間的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。首字母縮略詞rRNA代表核糖體核糖核酸。
      

      序列讀取存檔(SRA)是用于序列沉積的公共數(shù)據(jù)庫，目前存儲超過100,000個這樣的16S rRNA基因序列數(shù)據(jù)集。這是因為DNA測序的新技術(shù)程序?qū)е逻^去幾年基因組研究數(shù)據(jù)的數(shù)量和復(fù)雜性呈指數(shù)增長。SRA是數(shù)據(jù)集的所在地，以前無法對其進行全面評估。
      

      “這些年來，來自人類環(huán)境如腸道或皮膚，以及來自土壤或海洋的大量序列已被積累”，來自美國食品與衛(wèi)生研究所(ZIEL)的Thomas Clavel博士解釋說。慕尼黑大學(xué)。“我們現(xiàn)在已經(jīng)創(chuàng)建了一個工具，允許在相對較短的時間內(nèi)搜索這些數(shù)據(jù)庫，以便研究細(xì)菌的多樣性和棲息地”，Clavel說道 - “使用這個工具，科學(xué)家可以在幾個內(nèi)部進行查詢小時，為了找出他感興趣的細(xì)菌在哪種類型的樣本中 - 例如來自醫(yī)院的病原體。這在以前是不可能的。“ 新平臺稱為集成微生物下一代測序(IMNGS)，可通過主網(wǎng)站http：//www.imngs訪問。
      

      關(guān)于IMGS如何使用腸道細(xì)菌Acetatifactor muris的詳細(xì)描述已發(fā)表在當(dāng)前的在線期刊“科學(xué)報告”中。注冊用戶可以執(zhí)行按細(xì)菌數(shù)據(jù)來源過濾的查詢，也可以下載整個序列。
      

      這種生物信息學(xué)方法可能很快成為常規(guī)日常臨床診斷中不可或缺的方法。然而，一個關(guān)鍵方面是復(fù)雜微生物群落的許多成員仍有待描述。“通過收集新的參考序列來提高序列數(shù)據(jù)集的質(zhì)量是一個巨大的挑戰(zhàn)”，Clavel說 - “此外，數(shù)據(jù)集的質(zhì)量還不夠好：數(shù)據(jù)庫中單個樣本的描述不完整，因此比較可能性使用IMNGS目前仍然有限。“
      

      然而，Clavel認(rèn)為，如果數(shù)據(jù)庫更加精細(xì)地填充，與診所的合作可能會成為促進進步的催化劑。“如果我們擁有維護良好的數(shù)據(jù)庫，我們可以使用IMNGS等創(chuàng)新工具來更快地幫助診斷慢性病”，Clavel說。
      
			

			
        
      
			
      
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