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新工具以前所未有的细节绘制微生物多样性地图

本站发布时间:2024-06-30 03:37:18

来自Tübingen的马克斯·普朗克生物研究所的研究人员开发了开创性的工具SynTracker。SynTracker通过考虑基因组结构变异来扩展传统的微生物分析,以补充现有的基于SNP的方法

这一创新揭示了微生物菌株多样性和进化的更多精度和深度。SynTracker发表在《自然生物技术》杂志上,为科学家提供了物种特异性分析能力,使他们能够专注于微生物种群的基因组合成

SynTracker旨在通过评估相关微生物菌株的同源性或保存短基因组序列的顺序来比较源自这些菌株的基因组或基因组片段。这个令人兴奋的工具有望彻底改变微生物进化的研究。通过为研究人员提供一个强大的平台来分析和跟踪结构变异事件,如重组,SynTracker为探索微生物群落的复杂动力学打开了大门

图宾根Max Plank生物研究所微生物组科学系主任Ruth Ley教授博士说:“对数据有一个新的展望是令人兴奋的。”。“特别是因为我们以前无法以这种分辨率观察到同一个体内的菌株水平进化。”

SynTracker的优势:超越单核苷酸多态性

以前可用的工具依赖于突变。正如Ley教授博士所解释的,如果你想研究结构变异,“我们大多对微生物进化的其他方式视而不见。”

大多数广泛使用的菌株比较方法都集中在单核苷酸多态性(SNPs)上。SNPs只是识别基因组内特定位置的单个DNA碱基之间的潜在差异。它们大多忽略了可以显著影响表型特征和进化途径的结构差异

Ley教授团队的博士后研究员Hagay Enav博士对这一盲点感到沮丧,他构想了SynTracker来评估重组和其他形式的结构变异,这些变异在驱动菌株进化方面即使不更重要,也同样重要

SynTracker提供了一种全面的菌株分析方法,不仅考虑SNPs,还考虑基因组插入、缺失和重组事件等结构变化

通过创建这个工具,Enav博士为探索微生物多样性开辟了新的途径。揭示结构基因组变异可以更细致地了解微生物进化和驱动种群菌株多样性的因素

例如,在临床工作中,研究人员经常难以确定流感毒株是否相同。他们根据专业知识做出主观决定,决定菌株是否必须完全相同或包括一些突变。SynTracker有可能帮助研究人员确定生物体是否处于同一梯度内

该团队未来的发展包括自动化下游分析,以帮助研究人员使用图形界面以各种方式可视化数据集解释

在不断发展的微生物学研究领域,SynTracker是一个强大的新工具。它使研究人员能够解开更广泛的科学问题,即基因组结构变异如何促进微生物群内的微生物多样性、进化和功能差异。SynTracker弥补了以前技术留下的空白,使研究人员能够利用其新颖的功能

结果是对微生物进化和微生物群落内的相互作用有了更深入的理解和新的见解

More information: Hagay Enav et al, Strain tracking in complex microbiomes using synteny analysis reveals per-species modes of evolution, Nature Biotechnology (2024). DOI: 10.1038/s41587-024-02276-2

Tracking gene order provides a new perspective on intraspecific evolution in microbiotas, Nature Biotechnology (2024). DOI: 10.1038/s41587-024-02277-1 , www.nature.com/articles/s41587-024-02277-1

Journal information: Nature Biotechnology

Provided by Max Planck Society

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