phyloFlash:快速分析环境微生物的新软件

微生物学家传统上用小亚单位核糖体RNA或简称SSU rRNA基因来确定他们正在处理的生物体。这种标记基因可以识别几乎所有的生物,无论是细菌还是动物,从而将其分配到生命树中的位置。一旦知道了它在生命树中的位置,就可以设计特定的DNA探针,使生物体在一种称为FISH(荧光原位杂交)的方法中显现出来。FISH有很多应用,例如对细胞进行分类,或者用显微镜记录它们的形态或空间位置。这种方法–从DNA到基因到树,从探针到图像–被称为 “全周期rRNA方法”。为了使SSU rRNA可测量,通常用聚合酶链反应(PCR)进行扩增。然而,今天,PCR越来越多地被所谓的元基因组学所取代,元基因组学记录了一个生境中所有基因的全部内容。现在,方法学的快速进步使得能够快速有效地产生大量的这种元基因组数据。分析时使用明显较短的DNA序列片段–比SSU基因短得多–然后将其费力地组装并放入所谓的元基因组组装基因组(MAGs)中。短小的基因片段并不能提供完整的SSU rRNA,甚至在许多组装和MAG中我们也找不到这个重要的标记基因。这使得我们很难对元基因组中的生物进行分子鉴定,也很难将它们与现有的数据库进行比较,甚至很难用FISH对它们进行专门的可视化。

phyloFlash提供了补救措施

位于不来梅的马克斯-普朗克海洋微生物研究所的研究人员现在提出了一种方法,可以弥补这一空白,并使从原始元基因组数据中重建和分析SSU rRNA成为可能。”这个名为phyloFlash的软件可以通过GitHub免费获得,它将用于识别和可视化非培养微生物的全周期rRNA方法与元基因组分析相结合;这两种技术在不来梅马克斯普朗克海洋微生物研究所已经非常成熟,”主要开发该方法的Harald Gruber-Vodicka解释说。”phyloFlash包括所有必要的步骤,从准备必要的基因组数据库(在这种情况下,SILVA),数据提取和分类,通过组装,到SSU rRNA序列和MAGs的链接”。此外,该软件非常友好,安装和应用都基本实现了自动化。

特别适合简单的群落

Gruber-Vodicka和他的同事Brandon Seah在mSystems杂志上介绍phyloFlash。他们在这一研究领域所处理的群落比较简单。通常,一个宿主生物与一个或少数几个微生物共生体共同生活。这种群落特别适合用phyloFlash进行分析。新软件能够可靠地识别贻贝及其各种共生体。Niko Leisch也是马克斯-普朗克海洋微生物研究所的研究员,他在小型海洋蛔虫身上测试了phyloFlash。对各种此类线虫的分析表明,这些不起眼的蠕虫中的一些种类可能与共生体有关。这些令人兴奋的发现凸显了这种简单快速方法的巨大潜力。获取更多前沿科技信息访问:https://byteclicks.com

开源和多用途

phyloFlash是一款开源软件。广泛的文档和一个非常活跃的社区确保了它的持续测试和进一步发展。”phyloFlash当然不仅仅是微生物学家感兴趣,”Gruber-Vodicka强调。”现在,已经有许多来自不同研究领域的科学家在使用我们的软件。在这方面,简单的安装无疑是有帮助的,因为它降低了使用门槛”。对于现在在马克斯-普朗克发育生物学研究所工作的布兰登-西娅来说,这种便捷的访问和互动性也尤为重要。”这个项目最让我满意的是看到其他人使用我们的软件来推动自己的研究工作,” Seah说。” 从一开始,我们就根据用户的反馈来增加功能和开发软件。这凸显了开源对软件开发和科学都更有成效和好处。

phyloFlash使用手册

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