Metagenomiikka

Metagenomiikka  on molekyyligenetiikan osa, joka tutkii ympäristönäytteistä saatua geneettistä materiaalia . Metagenomiikka tutkii kaikkien ympäristön näytteessä olevien mikro -organismien geenijoukkoa - metagenomia . Metagenominen analyysi mahdollistaa tutkittavan näytteen lajien monimuotoisuuden määrittämisen ilman mikro-organismien eristämistä ja viljelyä.

Metagenomisen lähestymistavan käytön tärkein etu on, että otetaan huomioon viljeltyjen mikro-organismien lisäksi myös viljelemättömät mikro-organismit. Kävi ilmi, että tällaiset organismit antavat suurimman panoksen yhteisöjen lajien monimuotoisuuteen [1] . Metagenomiikka mahdollistaa yhteisöjen monimuotoisuuden yksityiskohtaisen tutkimisen ja siten niiden toiminnan mekanismien selvittämisen, aineenvaihduntasuhteiden määrittämisen [2] .

Metagenomiikan laaja kehitys johtuu uuden sukupolven sekvensointimenetelmien leviämisestä . Niiden avulla on mahdollista saada lähes kaikkien yhteisön kunkin mikro-organismin geenien sekvenssit [3] . Kun DNA-sekvensoinnin hinta laskee joka päivä, tällainen analyysi on tulossa edullisemmaksi.

Etymologia

Termiä  "metagenomiikka" käyttivät ensimmäisenä Joe Handelsman , John Clardy , Robert Goodman , Sean Brady ja muut julkaisussaan vuonna 1998 [4] . Termi "metagenomi" syntyi ajatuksesta, että ympäristöstä kerättyjen geenien joukko voidaan analysoida samalla tavalla kuin kokonaisia ​​genomeja. Kevin Chen ja Lyor Patcher (tutkijat Kalifornian yliopistosta Berkeleyssä ) ovat määritelleet metagenomiikan "nykyaikaisten genomiikan tekniikoiden soveltamiseksi ilman tarvetta yksittäisten lajien eristämiseen ja laboratorioviljelyyn" [5] .

Historia

Pitkään aikaan mikro-organismien genomien sekvensoinnissa DNA-lähteinä käytettiin pääsääntöisesti identtisten solujen viljelmiä . Varhaiset metagenomiikkatutkimukset ovat kuitenkin osoittaneet, että monissa elinympäristöissä on suuria mikro-organismien ryhmiä, joita ei voida kasvattaa laboratorioviljelmässä ja siksi niiden genomeja ei voida sekvensoida. Nämä varhaiset työt tutkivat 16S-rRNA-sekvenssejä , jotka ovat melko lyhyitä, usein konservoituneita yhden lajin sisällä ja vaihtelevat lajista toiseen. Monia eri elinympäristöistä löydettyjä 16S-rRNA-sekvenssejä ei voitu liittää yhteenkään viljellyyn lajiin, mikä viittaa monien eristämättömien mikro-organismien olemassaoloon. Nämä tutkimukset ovat osoittaneet, että vain 1 % ympäristönäytteestä löydetyistä lajeista on viljelty [1] .

Tämän alueen molekyylitutkimuksen aloittivat Norman Pace ja kollegat, jotka käyttivät PCR :ää tutkiakseen rRNA-sekvenssien monimuotoisuutta [6] . Näiden tutkimusten avulla Pace edisti ajatusta DNA:n kloonauksesta suoraan ympäristönäytteistä vuonna 1985 [7] . Vuonna 1991 Pace ja kollegat julkaisivat ensimmäisen raportin DNA:n eristämisestä ja kloonauksesta ympäristönäytteestä [8] . Vaikka olemassa oleva metodologia salli silloin vain työskentelyn erittäin konservatiivisten, ei-proteiineja koodaavien geenien kanssa, sen avulla pystyimme vahvistamaan morfologisten mikrobiologisten tutkimusten tulokset, mikä osoitti mikro-organismien laajempaa lajien monimuotoisuutta kuin laboratorioviljelymenetelmät sallivat. Vuonna 1995 Healy raportoi funktionaalisten geenien metagenomisesta eristämisestä kuivalla ruoholla kasvatettujen ympäristön mikro-organismien monimutkaisesta laboratorioviljelmästä [9] . Edward DeLong , joka lähti Pacen laboratoriosta, loi perustan mikro-organismien fylogioiden rakentamiselle ympäristöstä 16S-rRNA:n perusteella. Hänen oma ryhmänsä alkoi koota geneettistä materiaalia meren mikro-organismeista [10] .

Vuonna 2002 Mia Breitbard, Forest Rower ja kollegat, osoittivat ympäristönäytteiden haulikkosekvensointia käyttäen , että 200 litraa merivettä sisälsi yli 5 000 virustyyppiä [11] . Lisätutkimukset ovat osoittaneet, että ihmisen ulosteet sisältävät yli tuhat tyyppiä viruksia ja kilogramma meren sedimenttiä voi sisältää yli miljoona virustyyppiä, mukaan lukien bakteriofagit . Lähes kaikki nämä virukset olivat uusia lajeja. Vuonna 2004 DNA sekvensoitiin kokonaan happamista kaivosvesistä [12] . Tämän tutkimuksen ansiosta oli mahdollista saada täydelliset tai lähes täydelliset genomit bakteeri- ja arkeologisista lajeista, joita ei aiemmin ollut viljelty laboratoriossa [13] .

Vuoden 2003 alussa Craig Venter , Human Genome Projectin rinnakkaisprojektin johtaja , järjesti tutkimusmatkan kerätäkseen merivesinäytteitä kaikkialta maapallolta ( englanniksi  Global Ocean Sampling Expedition (GOS) ). Kaikki näytteet sekvensoitiin haulikkolla uusien organismien genomien tunnistamiseksi. Sargassomerestä on tunnistettu 2000 eri lajin DNA:ta, mukaan lukien 148 uutta bakteerilajia [14] .

Vuonna 2005 Stefan Schuster ja kollegat Pennsylvanian yliopistosta julkaisivat ensimmäisen sekvenssin ympäristönäytteestä, joka oli saatu käyttämällä korkean suorituskyvyn sekvensointia, tarkemmin sanottuna pyrosekvensointia [15] .

Useat ihmisen metagenomiikkaprojektit ovat toteutusvaiheessa tai jo saatettu päätökseen, mukaan lukien ihon ja suoliston mikroflooran analyysi [16] . Täydellisen bakteerikuvan saaminen kehosta vaatii valtavia ponnisteluja mikro-organismien valtavan lajivalikoiman vuoksi.

Vuosina 2007-2008 käynnistettiin maailmanlaajuinen projekti nimeltä Human Microbiome . Vuonna 2011 esiteltiin joitakin tuloksia [17] [18] . Vuodesta 2010 lähtien Venäjällä on hahmoteltu laajamittaista ihmisen metagenomin tutkimusta. Johtavien venäläisten gastroenterologian ja molekyylibiologian laitosten konsortio aloitti aloiteprojektina suorittaa ensimmäisiä kokeita laajamittaisten DNA - näytteiden sekvensoimiseksi ihmisen suolesta [19] .

Järjestys

Sekvensointi satunnaisen fragmentoinnin avulla

Ensimmäinen laajalti käytetty menetelmä satunnaisen fragmentoinnin sekvensointiin on haulikkomenetelmä . Se johtuu siitä, että näytteestä eristetty DNA hydrolysoituu satunnaisiksi fragmenteiksi. Sitten molekyylikloonauksen menetelmiä käyttäen luodaan saaduista fragmenteista kloonikirjasto . DNA-sekvenssit määritetään Sanger-sekvensoinnilla , ja sitten genomi kootaan [20] . Sekvensointi antaa tietoa geeneistä, joita esiintyy näytteessä olevissa organismeissa. Näiden geenien tuotteiden toiminnallinen kuvaus mahdollistaa aineenvaihduntasuhteiden määrittämisen yhteisössä [21] .

Molekyylikloonausvaiheen läsnäolo menetelmässä tekee siitä melko aikaa vievän. Vuodesta 2016 alkaen Sanger-sekvensointia ei kuitenkaan enää käytetä genomisekvenssien määrittämiseen, vaan käytössä ovat uuden sukupolven sekvensointimenetelmät , joiden avulla ympäristönäytteessä olevien organismien genomisekvenssit saadaan nopeammin ja ilman molekyylikloonaus. [22] [23]

Tällaisessa analyysissä eniten edustettuihin organismeihin kuuluvat sekvenssit hallitsevat näytteen DNA-sarjaa. Jotta saataisiin riittävä kattavuus aliedustettujen organismien genomille, on välttämätöntä käyttää suuria määriä näyteelatusainetta. Toisaalta sekvensointimenetelmien satunnainen luonne (DNA-sekvenssin satunnainen fragmentoituminen näytteestä) johtaa monien organismien sekvensseihin, jotka saattavat jäädä huomaamatta perinteisillä viljelymenetelmillä, jotka ovat saatavilla analysoitavaksi, ainakin joissain pienissä lohkoissa. niiden genomiset DNA-sekvenssit [12] .

Evoluutiossa säilyneiden geenien sekvensointi

Yhteisön lajikoostumuksen määritystehtävä ratkaistaan ​​sekvensoimalla tietyt geenit, jotka kaikilla yhteisön eliöillä tulisi olla. Jotkut tällaisten genomisten DNA-sekvenssien alueet, kuten 16S-rRNA :ta koodaava geeni , koostuvat erittäin konservoituneista sekvensseistä ja hypervariaabelialueista [24] . Tämä ominaisuus sallii konservoituneiden alueiden kanssa komplementaaristen sekvensointialukkeiden käytön hypervariaabelien alueiden sekvenssien muodostamiseksi. Saatujen sekvenssien avulla on mahdollista liittää organismi tiettyyn lajiin [25] [26] .

Bioinformatiikan analyysi

Metagenomisen kokeen tuloksena saatu data sisältää valtavan määrän tietoa ja kohinaa, koska kyseessä on tuhansiin ja kymmeniin tuhansiin eri lajeihin kuuluvien DNA-sekvenssien fragmentteja [27] . Hyödyllisen biologisen tiedon kerääminen, kuratointi ja poimiminen tämän kokoisista aineistoista ovat laskennallisia haasteita, jotka voidaan ratkaista bioinformatiikan avulla [28] .

Tietojen esikäsittely

Metagenomisen analyysin ensimmäinen vaihe on tietojen alustava suodatus. Se sisältää ylimääräisten ja heikkolaatuisten sekvenssien poistamisen. Eläinorganismeista peräisin olevien metagenomien osalta on tärkeää poistaa eukaryoottista alkuperää olevat sekvenssit [29] . Eukaryoottinen genominen DNA-kontaminaatio poistetaan käyttämällä Eu-Detect [30] ja DeConseq [31] algoritmeja .

Sekvenssien kokoonpano

Pohjimmiltaan genomisten ja metagenomisten kokeiden DNA-sekvenssit ovat samat. Metagenomiset kokeet tarjoavat kuitenkin pienemmän kattavuuden, ja seuraavan sukupolven sekvensointimenetelmien käyttö analyysissä johtaa sekvensoitavan sekvenssin pituuden rajoitukseen [28] . Tehtävää vaikeuttaa myös lajien erilainen edustus yhteisössä. Nämä ominaisuudet johtavat siihen, että genomialueiden kokoaminen metagenomisen kokeen tiedoista tulee vaikeaksi tehtäväksi, se vaatii suurta laskentatehoa ja voi johtaa virheellisiin tuloksiin. Voidaan saada esimerkiksi kimeerisiä sekvenssejä, jotka ovat yhdistelmä DNA-sekvenssien osia eri organismeista [32] .

On olemassa useita ohjelmia, jotka kootaan suhteessa paripään lukemiseen, tämän menetelmän avulla voit vähentää virheiden määrää. Ohjelmat, kuten Phrap tai Celera Assembler, luotiin alun perin yksittäisten genomien kokoamiseen, mutta ne antavat hyviä tuloksia käsiteltäessä metagenomista dataa [27] . Muut ohjelmat, kuten Velvet assembler, käyttävät de Bruijn-kaavioita käsittelemään lyhyitä sekvenssejä (lukemia), jotka johtuvat seuraavan sukupolven sekvensointimenetelmistä. Yleisimpien lajien genomien kokoamista helpottaa vertailugenomien käyttö [32] . Kokoamisen jälkeen syntyy seuraava ongelma: on tarpeen määrittää, mihin lajeihin tuloksena olevat sekvenssit kuuluvat [33] .

Etsi koodausjaksoja

Metagenomisessa analyysissä käytetään kahta päätapaa koodaavien sekvenssien merkitsemiseen kokoonpanon jälkeen [32] . Ensimmäinen menetelmä perustuu homologisten annotoitujen geenien etsimiseen, yleensä käyttämällä BLAST :ia . Tämä lähestymistapa on toteutettu MEGAN4-ohjelmassa [34] . Toinen lähestymistapa ( ab initio ) käyttää sekvenssin sisäisiä piirteitä koodaavien alueiden ennustamiseen , sen toteuttamiseen käytetään sukulaisten organismien geenien koulutussarjoja [35] . Tätä lähestymistapaa käyttävät ohjelmat GeneMark [36] ja GLIMMER [37] . Ab initio -lähestymistavan tärkein etu on, että se pystyy tunnistamaan koodaavia sekvenssejä, joille ei tunneta homologeja [27] .

Lajikoostumuksen määritelmä

Vaikka metagenomin annotaatio osoittaa, mitä toimintoja yhteisössä toteutetaan, lajikoostumuksen määritelmä antaa sinun määrittää, mitkä organismit ovat vastuussa niiden toteuttamisesta. Prosessia, jossa tietyt geenit ja siten ne toiminnot, joita ne voivat suorittaa, yhdistetään tietyntyyppisiin organismeihin, kutsutaan binningiksi . Se toteutetaan BLAST -menetelmällä etsimällä samanlaisia ​​geenejä, joille tiedetään, mihin organismiin ne kuuluvat. Tämä lähestymistapa on toteutettu MEGAN-ohjelmassa (MEta Genome Analyzer) [38] . Tämän ohjelman avulla voit myös suorittaa metagenomin toiminnallisen annotoinnin. Prosessoinnin aikana sekvenssit yhdistetään NCBI - taksonomian solmuihin ja SEED- tai KEGG- [39] toiminnallisiin luokittelusolmuihin käyttäen vähiten yleistä esi -algoritmia [39] . Ohjelman ensimmäistä versiota käytettiin vuonna 2005 analysoimaan mammutin luusta saatujen DNA-sekvenssien metagenomista kontekstia [15] .

Toinen ohjelma, PhymmBL, käyttää interpoloituja Markov-malleja [27] tähän tarkoitukseen . MetaPhlAn [40] ja AMPHORA [41] menetelmät käyttävät tietoa ainutlaatuisista geneettisistä markkereista  – jollekin kladille ominaisista sekvensseistä – taksonomisen ryhmän edustuksen määrittämiseksi yhteisössä [42] . Jotkut sitomismenetelmät käyttävät tietoja sekvenssin sisäisistä ominaisuuksista, kuten oligonukleotidifrekvenssistä tai kodonin käytöstä .

Tietojen integrointi

Saatavilla olevien DNA-sekvenssien suuren eksponentiaalisesti kasvavan määrän analysointi on haastava tehtävä. Lisäksi analyysiä mutkistaa metagenomisiin projekteihin liittyvät monimutkaiset metatiedot. Ne sisältävät tietoa tutkittavan näytteen maantieteellisestä sijainnista, ympäristöominaisuuksista, fysikaalisista tiedoista sekä näytteenottomenetelmistä [28] . Nämä tiedot ovat tarpeen kokeiden toistettavuuden ja lisäanalyysin varmistamiseksi. On tärkeää esittää nämä tiedot käyttämällä standardoituja tietomuotoja ja kehittää erikoistuneita tietokantoja, kuten Genomes OnLine Database (GOLD) [43] .

Genomisekvenssejä koskevien metatietojen ja datan integrointiin on kehitetty erikoispalveluita. Vuonna 2007 luotiin saavutettava palvelu metagenomisten kokeiden tietojen analysointiin Metagenomics Rapid Annotation Subsystem Technology -palvelimella (MG-RAST). Vuoteen 2012 mennessä tähän tietokantaan oli ladattu noin 50 000 metagenomia [44] .

Vertaileva metagenomiikka

Metagenomien vertaileva analyysi mahdollistaa mikrobiologisten yhteisöjen toiminnan piirteiden ymmärtämisen ja symbioottisten mikro-organismien roolin selvittämisen isännän terveyden ylläpitämisessä [45] . Metagenomien pari- ja useat vertailut suoritetaan kohdistamalla niiden fragmentit, vertaamalla GC-koostumusta , oligonukleotidien käyttötapoja ja lajien monimuotoisuutta. Toiminnallinen vertailu voidaan tehdä vertaamalla metagenomien fragmentteja tietokantoihin, jotka sisältävät tietoa aineenvaihduntareiteistä [39] . Yhteisön toiminnan määrittämisessä tärkeä rooli ei ole lajikoostumuksen määrittelyllä, vaan kaikkien siinä esiintyvien geenien toiminnallisella kuvauksella. Samat toiminnot esiintyvät yhteisöissä samanlaisissa ekologisissa olosuhteissa, vaikka tällaisten yhteisöjen lajikoostumus voi vaihdella suuresti [46] . Tästä syystä metagenomisen näytteen saamisen edellytyksiä kuvaavat metatiedot ovat erittäin tärkeitä vertailevassa analyysissä [27] .

Vertailevan metagenomiikan päätavoitteena on tunnistaa mikro-organismiryhmät, jotka määrittävät tietyn ympäristön alueen ominaisuudet. Nämä ominaisuudet ovat seurausta mikro-organismiryhmien välisistä vuorovaikutuksista. Tätä tarkoitusta varten kehitettiin Community-Analyzer-ohjelma [47] . Sen avulla on mahdollista vertailla yhteisöjen taksonomista koostumusta ja tunnistaa mahdollisia vuorovaikutuksia havaittujen mikro-organismiryhmien välillä. Sen sijaan, että vain vertaillaan taksonomisten ryhmien jakautumista, ohjelma ottaa huomioon vuorovaikutusten todennäköisyysmallit.

Tietojen analysointi

Päämenetelmä metagenomisen yhteisön analyysissä on lukujen kartoittaminen GenBankissa merkittyjen tunnettujen bakteerien tai arkkien genomeihin . Siten, jotta ymmärrettäisiin, mitkä mikro-organismit elävät tietyssä näytteessä ja mitkä aineenvaihduntasuhteet ovat mahdollisia niiden välillä, sekvenssiä ei tarvitse koota uudelleen [48] .

Aineenvaihduntasuhteet

Monissa sekä luonnollisissa että keinotekoisissa bakteeriyhteisöissä (kuten bioreaktoreissa ) on aineenvaihduntaprosesseissa vastuunjakoa, ns. syntrofiaa , jonka seurauksena joidenkin mikro-organismien aineenvaihduntatuotteita käyttävät muut mikro-organismit [49] . Esimerkiksi yhdessä näistä systeemeistä - keittimissä  - on kaksi syntrofista lajia ( Syntrophobacterales ja Synergistia ), joiden yhteistyön tuloksena käytetty raaka-aine muuttuu täysin metaboloituvaksi jätteeksi ( metaaniksi ). ) [50] . Tutkimalla geenien ilmentymistä DNA - mikrosirujen tai proteomisen analyysin avulla tutkijat voivat yhdistää aineenvaihduntaverkoston palasia aineenvaihduntaklustereiden muodostamiseksi [51] .

Metatranskriptomi

Metagenomiikka antaa tutkijoille mahdollisuuden päästä käsiksi mikrobiyhteisöjen toiminnalliseen ja metaboliseen monimuotoisuuteen, mutta metagenomiikka ei pysty osoittamaan, mitkä näistä aineenvaihduntaprosesseista ovat aktiivisia. Metagenomisen lähetti- RNA:n (metatranskription) uuttaminen ja analysointi tarjoaa tietoa monimutkaisten yhteisöjen geeniekspressioprofiilien säätelystä [46] . Teknisistä vaikeuksista (esimerkiksi lähetti- RNA - molekyylien nopeasta hajoamisesta) johtuen on toistaiseksi hyvin vähän tutkimuksia viljelemättömien mikrobiyhteisöjen transkripteistä . Microarray-tekniikoiden kehitys antoi kuitenkin sysäyksen metatranskriptomien tutkimukselle, ja tuli mahdolliseksi arvioida koko yhteisön eri geenien ilmentymistä [52] .

Virukset

Metagenomista sekvensointia käytetään virusyhteisöjen tutkimuksessa . Koska viruksilla ei ole yhteistä yleismaailmallista fylogeneettistä markkeria (kuten 16S RNA bakteereille ja arkeille ja 18S RNA eukaryooteille) , ainoa tapa päästä tutkimaan virusyhteisön geneettistä monimuotoisuutta ekologisessa näytteessä on metagenomiikka. Viruksen metagenomien (kutsutaan myös viromeiksi ) pitäisi siten tarjota yhä enemmän tietoa virusten monimuotoisuudesta ja evoluutiosta [53] .

Metagenomiikan sovellukset

Metagenomiikalla on potentiaalia tutkia monenlaisissa sovelluksissa. Metagenomiikkaa voidaan soveltaa käytännön ongelmien ratkaisemiseen esimerkiksi lääketieteen , tekniikan, maatalouden ja ekologian aloilla.

Lääketiede

Mikrobiyhteisöillä on keskeinen rooli ihmisten terveyden ylläpitämisessä , mutta niiden koostumus ja toimintamekanismit ovat edelleen ratkaisematta [54] . Metagenomista sekvensointia on käytetty satojen yksilöiden mikrobiyhteisöjen karakterisoimiseen. Tämä on osa ns. Human Microbiome Project -projektia, jonka päätavoitteet ovat: tunnistaa ihmisen mikrobien perusjoukko , ymmärtää, miten ihmisen mikroflooran muutokset korreloivat terveyteen liittyvien muutosten kanssa, sekä kehittää teknologinen ja bioinformatiikan perusta tämän saavuttamiseksi. nämä tavoitteet [55] laboratorio-olosuhteissa viljelyyn soveltuvien suoliston mikro-organismien genomien sekvensointi:

Toinen lääketieteellinen suunta on MetaHit ( ihmisen ruoansulatuskanavan metagenomiikka ) -projekti, johon osallistui 124 henkilöä Tanskasta ja Espanjasta , joiden joukossa oli terveitä, ylipainoisia ja ruoansulatuskanavan sairauksia sairastavia. Tutkimuksen päätavoitteena oli yrittää karakterisoida maha-suolikanavan bakteerien fylogeneettistä monimuotoisuutta. Tutkimus osoitti, että kaksi bakteerikladia, Bacteroidetes ja Firnicutes , käsittävät yli 90 % kaikista tunnetuista bakteerien fylogeneettisistä ryhmistä, jotka hallitsevat distaalista suolistoa. Suolistossa löydettyjen geenien suhteellista tiheyttä käyttämällä tutkijat tunnistivat 1 244 metagenomista klusteria, joilla on ratkaiseva rooli terveen tilan ylläpitämisessä. Näiden klustereiden kaksi päätehtävää on tunnistettu: taloudenhoitogeenien ilmentymisen ylläpitäminen ja ruoansulatuskanavalle spesifisten geenien ilmentyminen. Siivousgeeniklusteri on välttämätön kaikille bakteereille ja sillä on usein tärkeä rooli aineenvaihduntareiteissä, kuten keskushiilen aineenvaihdunnassa , aminohapposynteesissä . Joukko spesifisiä geenejä sisältää kyvyn tarttua isäntäproteiineihin ja kyvyn ruokkia sokereita . Potilailla, joilla on paksusuolen ärsytystä, on 25 % vähemmän näitä geenejä, ja heillä on myös pienempi bakteerimäärä kuin ihmisillä, joilla ei ole diagnosoitu ruoansulatuskanavan ongelmia.

Vaikka näillä tutkimuksilla on potentiaalisesti arvokkaita lääketieteellisiä sovelluksia, vain 31-48,8 % sekvensseistä oli kohdistettu 194 tunnetun suolibakteerigenomin kanssa ja vain 7,6-21,2 % lukemista oli rinnastettu GenBank -sekvenssien kanssa , mikä osoittaa tarvetta kehittää edelleen tutkimus kattaakseen täysin kaikki bakteerigenomit [56] .

Ihmisen genomin sekvensoinnin kustannukset viimeisen kolmen vuoden aikana[ mitä? ] on vähentynyt lähes 100 kertaa ja laskee edelleen nopeasti. NGS: n DNA -sekvensointitekniikoiden parantaminen lähitulevaisuudessa johtaa seuraavan hintakynnyksen (1000 dollaria per genomi) ylittämiseen ja aiheuttaa perustavanlaatuisia muutoksia monilla biologian ja lääketieteellisen genetiikan aloilla , minkä pitäisi johtaa lääketieteen personointiin tulevaisuudessa . Tämän molekyyligenetiikan alan teknologinen nousukausi viittaa siihen, että metagenomiikka tulee vähitellen korvaamaan PCR - diagnostiikan. Vuonna 2011 Venäjällä julkistettiin apuraha metagenomiikan tutkimukseen [57] .

Biopolttoaineet

Biopolttoaineita saadaan muuntamalla biomassaa , kuten muuntamalla maissista ja hirssistä saatua selluloosaa hydrolyysialkoholiksi . Tämä prosessi perustuu mikrobikonsortioihin, jotka muuttavat selluloosaa sokereiksi, minkä jälkeen sokerit fermentoidaan etanoliksi . Mikro-organismit tuottavat myös erilaisia ​​bioenergian lähteitä, mukaan lukien metaania ja vetyä [58] .

Uusien yhdisteiden tehokas teollinen tuotanto biomassasta vaatii uusia entsyymejä , joilla on korkeampi tuottavuus ja alhaisemmat tuotantokustannukset [59] . Metagenomiset lähestymistavat monimutkaisten mikrobiyhteisöjen analysointiin mahdollistavat biopolttoaineiden tuotannossa teollisesti sovellettavien entsyymien, kuten glykosyylihydrolaasien , kohdistetun seulonnan [60] . Lisäksi tieto mikrobiyhteisöjen toiminnasta on olennaista näiden yhteisöjen hallinnassa, ja metagenomiikka on keskeinen työkalu niiden ymmärtämisessä. Metagenomiset lähestymistavat mahdollistavat vertailevan analyysin konvergenttien mikro-organismijärjestelmien välillä.

Bioremediation

Metagenomiikan avulla voidaan parantaa strategioita, joilla seurataan saasteiden vaikutuksia ekosysteemiin , ja voidaan kehittää uusia menetelmiä saastuneiden ympäristöjen puhdistamiseen. Syvällisempi ymmärrys siitä, miten mikrobiyhteisöt käsittelevät saasteita, antaa toivoa, että tätä prosessia voidaan käyttää tulevaisuudessa teollisuuden saasteiden torjuntaan [61] .

Biotekniikka

Mikrobiyhteisöt voivat tuottaa monenlaisia ​​biologisesti aktiivisia aineita, joita muut organismit käyttävät edelleen. Monet nykyään käytetyistä lääkkeistä löytyivät alun perin mikro-organismeista. Viimeaikainen menestys monipuolisen geneettisen materiaalin saamiseksi viljelemättömistä mikro-organismeista on johtanut uusien geenien, entsyymien ja muiden aktiivisten yhdisteiden löytämiseen. Metagenomiikan käyttö on mahdollistanut uusien kemian- ja lääketeollisuuden haarojen kehittymisen [62] .

Maatalous

Yksi gramma kasvien kasvattamiseen käytettyä maaperää sisältää 10 9 - 10 10 mikrobisolua [63] . Maaperässä elävien mikrobiyhteisöjen koostumus on pitkään herättänyt tutkijoiden huomion, mutta se on edelleen huonosti ymmärretty, huolimatta niiden taloudellisesta merkityksestä. Mikrobiyhteisöt suorittavat monenlaisia ​​ekosysteemitoimintoja, jotka ovat välttämättömiä kasvien kasvulle (esimerkiksi typen sitominen ), kasvien suojelemiseen taudeilta, osallistumiseen raudan ja muiden metallien kiertokulkuun . Metagenomiikka auttaa tutkimaan mikrobien vuorovaikutusta tässä yhteisössä sekä kasvien ja mikrobien vuorovaikutusta. Metagenomisen analyysin avulla saadun tiedon perusteella on mahdollista tunnistaa viljelemättömiin taksoniin kuuluvien mikro-organismien ominaisuuksia, ymmärtää niiden rooli ainekierrossa sekä niiden suhde kasveihin. Kaikki tämä on välttämätöntä viljelykasvien terveyden parantamiseksi [64] .

Ekologia

Metagenomiikka voi tarjota arvokasta tietoa ympäristöyhteisöjen toiminnallisesta ekologiasta [65] . Esimerkiksi Australian merileijonien ulosteista löydettyjen bakteeriyhteisöjen metagenomiset analyysit osoittavat, että merileijonien ulosteet ovat ravinnepitoisia ja voivat olla tärkeä ravinnonlähde rannikkoekosysteemeille. Tämä johtuu siitä, että bakteerit, jotka erittyvät samanaikaisesti ulosteen kanssa, voivat muuttaa sulamattomia yhdisteitä biologisesti saatavilla oleviksi muodoiksi, jotka voivat osallistua edelleen ravintoketjuun [66] .

DNA-sekvensointia voidaan käyttää myös vesipatsaassa olevien lajien tunnistamiseen. Tämä voi auttaa määrittämään invasiivisten lajien ja uhanalaisten lajien valikoiman sekä jäljittää kausiluonteisia populaatioita [67] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Hugenholtz P. , Goebel BM , Pace NR Kulttuurista riippumattomien tutkimusten vaikutus bakteerien monimuotoisuuden kehittyvään fylogeneettiseen näkemykseen.  (Englanti)  // Journal of Bakteriologia. - 1998. - Voi. 180, ei. 18 . - P. 4765-4774. — PMID 9733676 .
  2. ↑ Marco, D. Metagenomics: Nykyiset innovaatiot ja tulevaisuuden trendit. Caister Academic Press. - 2011. - ISBN 978-1-904455-87-5 .
  3. ↑ Eisen JA Ympäristöhaulikon sekvensointi: sen mahdollisuudet ja haasteet mikrobien piilotetun maailman tutkimiseen.  (englanti)  // Public Library of Science Biology. - 2007. - Voi. 5, ei. 3 . - P. e82. - doi : 10.1371/journal.pbio.0050082 . — PMID 17355177 .
  4. ↑ Handelsman J. , Rondon MR , Brady SF , Clardy J. , Goodman RM Molekyylibiologinen pääsy tuntemattomien maaperän mikrobien kemiaan: uusi raja luonnontuotteille.  (englanti)  // Kemia ja biologia. - 1998. - Voi. 5, ei. 10 . - s. 245-249. — PMID 9818143 .
  5. ↑ Chen K. , Pachter L. Bioinformatiikka mikrobiyhteisöjen koko genomin haulikon sekvensointiin.  (englanti)  // Public Library of Science for Computational Biology. - 2005. - Voi. 1, ei. 2 . — s. e106. - doi : 10.1371/journal.pcbi.0010024 . — PMID 16110337 .
  6. ↑ Lane DJ , Pace B. , Olsen GJ , Stahl DA , Sogin ML , Pace NR 16S ribosomaalisten RNA-sekvenssien nopea määritys fylogeneettisiin analyyseihin.  (englanti)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America. - 1985. - Voi. 82, nro. 20 . - P. 6955-6959. — PMID 2413450 .
  7. ↑ Pace NR, D.A. Stahl, DJ Lane, GJ Olsen. Luonnollisten mikrobipopulaatioiden analysointi rRNA-sekvensseillä  (englanniksi)  // ASM News : Journal. - 1985. - Voi. 51 . - s. 4-12 . Arkistoitu alkuperäisestä 4. huhtikuuta 2012. Arkistoitu kopio (linkki ei saatavilla) . Haettu 11. toukokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 4. huhtikuuta 2012. 
  8. ↑ Schmidt TM , DeLong EF , Pace NR Meren pikoplanktonyhteisön analyysi 16S rRNA-geenin kloonauksella ja sekvensoinnilla.  (Englanti)  // Journal of Bakteriologia. - 1991. - Voi. 173, nro 14 . - P. 4371-4378. — PMID 2066334 .
  9. ↑ Healy FG , Ray RM , Aldrich HC , Wilkie AC , Ingram LO , Shanmugam KT Sellulaaseja koodaavien funktionaalisten geenien suora eristäminen mikrobikonsortioista termofiilisessä, anaerobisessa keittimessä, jota ylläpidetään lignoselluloosalla.  (englanti)  // Soveltava mikrobiologia ja biotekniikka. - 1995. - Voi. 43, nro. 4 . - s. 667-674. — PMID 7546604 .
  10. ↑ Stein JL , Marsh TL , Wu KY , Shizuya H. , DeLong EF Viljelmättömien prokaryoottien karakterisointi: 40 kiloemäsparin genomifragmentin eristäminen ja analysointi planktonisesta meren arkeonista.  (Englanti)  // Journal of Bakteriologia. - 1996. - Voi. 178, nro. 3 . - s. 591-599. — PMID 8550487 .
  11. ↑ Breitbart M. , Salamon P. , Andresen B. , Mahaffy JM , Segall AM , Mead D. , Azam F. , Rohwer F. Genomic analyysi of uncultured marine virus communities.  (englanti)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America. - 2002. - Voi. 99, ei. 22 . - P. 14250-14255. - doi : 10.1073/pnas.202488399 . — PMID 12384570 .
  12. ↑ 1 2 Tyson GW , Chapman J. , Hugenholtz P. , Allen EE , Ram RJ , Richardson PM , Solovjev VV , Rubin EM , Rokhsar DS , Banfield JF Yhteisön rakenne ja aineenvaihdunta mikrobigenomien rekonstruoinnin kautta ympäristöstä.  (englanniksi)  // Luonto. - 2004. - Voi. 428, nro 6978 . - s. 37-43. - doi : 10.1038/luonto02340 . — PMID 14961025 .
  13. ↑ Hugenholtz P. Prokaryoottisen monimuotoisuuden tutkiminen genomisen aikakaudella.  (englanniksi)  // Genomibiologia. - 2002. - Voi. 3, ei. 2 . - P. 0003. - PMID 11864374 .
  14. ↑ Venter JC , Remington K. , Heidelberg JF , Halpern AL , Rusch D. , Eisen JA , Wu D. , Paulsen I. , Nelson KE , Nelson W. , Fouts DE , Levy S. , Knap AH , Lomas MW , Nealson K. , White O. , Peterson J. , Hoffman J. , Parsons R. , Baden-Tillson H. , Pfannkoch C. , Rogers YH , Smith HO . Sargasso-meren ympäristögenomihaulikkosekvensointi.  (englanti)  // Tiede (New York, NY). - 2004. - Voi. 304, nro 5667 . - s. 66-74. - doi : 10.1126/tiede.1093857 . — PMID 15001713 .
  15. ↑ 1 2 Poinar HN , Schwarz C. , Qi J. , Shapiro B. , Macphee RD , Buigues B. , Tikhonov A. , Huson DH , Tomsho LP , Auch A. , Rampp M. , Miller W. , Schuster SC Metagenomics paleogenomiikkaan: mammutti-DNA:n laajamittainen sekvensointi.  (englanti)  // Tiede (New York, NY). - 2006. - Voi. 311, nro 5759 . - s. 392-394. - doi : 10.1126/tiede.1123360 . — PMID 16368896 .
  16. ↑ MetaHIT - väestönlaskenta ruoansulatuskanavassa - Deutsche Welle, 02.10.2009 . Haettu 4. lokakuuta 2009. Arkistoitu alkuperäisestä 4. lokakuuta 2009.
  17. ↑ Human Microbiome Consortium julkaisi useiden vuosien työn tulokset  (14.6.2012). Arkistoitu alkuperäisestä 27. helmikuuta 2014. Haettu 5. joulukuuta 2013.
  18. ↑ Smita Mundasad . Tutkijat kartoittavat mikrobeja ihmiskehossa , BBC (14. kesäkuuta 2012). Arkistoitu alkuperäisestä 17. kesäkuuta 2012. Haettu 5. joulukuuta 2013.
  19. ↑ Project Russian Metagenome . Haettu 15. heinäkuuta 2022. Arkistoitu alkuperäisestä 7. heinäkuuta 2022.
  20. ↑ Anderson S. Shotgun-DNA-sekvensointi käyttäen kloonattuja DNaasi I:n tuottamia fragmentteja.  (englanniksi)  // Nukleiinihappotutkimus. - 1981. - Voi. 9, ei. 13 . - s. 3015-3027. — PMID 6269069 .
  21. ↑ Segata N. , Boernigen D. , Tickle TL , Morgan XC , Garrett WS , Huttenhower C. Laskennallinen metaomiikka mikrobiyhteisötutkimuksiin.  (englanti)  // Molekyylisysteemibiologia. - 2013. - Vol. 9. - P. 666. - doi : 10.1038/msb.2013.22 . — PMID 23670539 .
  22. ↑ Escobar-Zepeda A. , Vera-Ponce de Le A. , Sanchez-Flores A. Tie metagenomiikkaan: Mikrobiologiasta DNA-sekvensointitekniikoihin ja bioinformatiikkaan.  (englanti)  // Genetiikan rajat. - 2015. - Vol. 6. - P. 348. - doi : 10.3389/fgene.2015.00348 . — PMID 26734060 .
  23. ↑ Hamady M. , Knight R. Mikrobiyhteisön profilointi ihmisen mikrobiomiprojekteihin: Työkalut, tekniikat ja haasteet.  (englanniksi)  // Genomitutkimus. - 2009. - Vol. 19, ei. 7 . - s. 1141-1152. - doi : 10.1101/gr.085464.108 . — PMID 19383763 .
  24. ↑ McCabe KM , Zhang YH , Huang BL , Wagar EA , McCabe ER Bakteerilajin tunnistaminen DNA-monistuksen jälkeen universaalilla alukeparilla.  (englanti)  // Molekyyligenetiikka ja aineenvaihdunta. - 1999. - Voi. 66, nro. 3 . - s. 205-211. - doi : 10.1006/mgme.1998.2795 . — PMID 10066390 .
  25. ↑ Susannah G. Tringe, Philip Hugenholtz. Renessanssi uraauurtavalle 16S-rRNA-geenille  // Current Opinion in Microbiology. - 2008-10-01. - T. 11 , no. 5 . - S. 442-446 . — ISSN 1369-5274 . - doi : 10.1016/j.mib.2008.09.011 . Arkistoitu alkuperäisestä 21. lokakuuta 2017.
  26. ↑ Fadrosh DW , Ma B. , Gajer P. , Sengamalay N. , Ott S. , Brotman RM , Ravel J. Parannettu kaksois-indeksointimenetelmä multipleksoituun 16S rRNA-geenin sekvensointiin Illumina MiSeq -alustalla.  (englanniksi)  // Mikrobiomi. - 2014. - Vol. 2, ei. 1 . - P. 6. - doi : 10.1186/2049-2618-2-6 . — PMID 24558975 .
  27. ↑ 1 2 3 4 5 Wooley JC , Godzik A. , Friedberg I. A primer on metagenomics.  (englanti)  // Public Library of Science for Computational Biology. - 2010. - Vol. 6, ei. 2 . — P. e1000667. - doi : 10.1371/journal.pcbi.1000667 . — PMID 20195499 .
  28. ↑ 1 2 3 National Research Council (USA) Metagenomiikan komitea: Haasteet ja toiminnalliset sovellukset. Metagenomiikan uusi tiede: Mikrobiplaneettamme salaisuuksien paljastaminen . – Washington (DC): National Academies Press (USA), 1.1.2007. — (The National Academies Collection: National Institutes of Healthin rahoittamat raportit). — ISBN 9780309106764 , 0309106761. Arkistoitu 24. kesäkuuta 2020 Wayback Machinessa
  29. ↑ Mende DR , Waller AS , Sunagawa S. , Järvelin AI , Chan MM , Arumugam M. , Raes J. , Bork P. Metagenomisen kokoonpanon arviointi käyttämällä simuloitua seuraavan sukupolven sekvensointidataa.  (englanti)  // Public Library of Science ONE. - 2012. - Vol. 7, ei. 2 . - P. e31386. - doi : 10.1371/journal.pone.0031386 . — PMID 22384016 .
  30. ↑ Mohammed MH , Chadaram S. , Komanduri D. , Ghosh TS , Mande SS Eu-Detect: algoritmi eukaryoottisten sekvenssien havaitsemiseksi metagenomisissa tietosarjoissa.  (englanniksi)  // Journal of Biosciences. - 2011. - Voi. 36, nro. 4 . - s. 709-717. — PMID 21857117 .
  31. ↑ Schmieder R. , Edwards R. Nopea tunnistaminen ja sekvenssikontaminaation poistaminen genomi- ja metagenomisista tiedoista.  (englanti)  // Public Library of Science ONE. - 2011. - Voi. 6, ei. 3 . - P. e17288. - doi : 10.1371/journal.pone.0017288 . — PMID 21408061 .
  32. ↑ 1 2 3 Kunin V. , Copeland A. , Lapidus A. , Mavromatis K. , Hugenholtz P. Bioinformatiikan opas metagenomiikkaan.  (englanniksi)  // Mikrobiologian ja molekyylibiologian katsaukset : MMBR. - 2008. - Voi. 72, nro. 4 . - s. 557-578. - doi : 10.1128/MMBR.00009-08 . — PMID 19052320 .
  33. ↑ Burton JN , Liachko I. , Dunham MJ , Shendure J. Metagenomikokoonpanojen lajitason dekonvoluutio Hi-C-pohjaisilla kontaktin todennäköisyyskartoilla.  (englanti)  // G3 (Bethesda, Md.). - 2014. - Vol. 4, ei. 7 . - s. 1339-1346. - doi : 10.1534/g3.114.011825 . — PMID 24855317 .
  34. ↑ Huson DH , Mitra S. , Ruscheweyh HJ , Weber N. , Schuster SC Ympäristösekvenssien integroiva analyysi käyttämällä MEGAN4:ää.  (englanniksi)  // Genomitutkimus. - 2011. - Voi. 21, ei. 9 . - s. 1552-1560. - doi : 10.1101/gr.120618.111 . — PMID 21690186 .
  35. ↑ Zhu W. , Lomsadze A. , Borodovsky M. Ab initio geenitunnistus metagenomisissa sekvensseissä.  (englanniksi)  // Nukleiinihappotutkimus. - 2010. - Vol. 38, nro. 12 . — s. e132. - doi : 10.1093/nar/gkq275 . — PMID 20403810 .
  36. ↑ Besemer J. , Borodovsky M. GeneMark: web-ohjelmisto geenien löytämiseen prokaryooteista, eukaryooteista ja viruksista.  (englanniksi)  // Nukleiinihappotutkimus. - 2005. - Voi. 33. - s. 451-454. doi : 10.1093 / nar/gki487 . — PMID 15980510 .
  37. ↑ Aggarwal G. , Ramaswamy R. Ab initio geenitunnistus: prokaryoottien genomin annotaatio GeneScanilla ja GLIMMERillä.  (englanniksi)  // Journal of Biosciences. - 2002. - Voi. 27, nro. 1 Supple 1 . - s. 7-14. — PMID 11927773 .
  38. ↑ Huson DH , Auch AF , Qi J. , Schuster SC MEGAN metagenomisen datan analyysi.  (englanniksi)  // Genomitutkimus. - 2007. - Voi. 17, ei. 3 . - s. 377-386. - doi : 10.1101/gr.5969107 . — PMID 17255551 .
  39. ↑ 1 2 3 Mitra S. , Rupek P. , Richter DC , Urich T. , Gilbert JA , Meyer F. , Wilke A. , Huson DH Metagenomien ja metatranskriptomien funktionaalinen analyysi SEED:tä ja KEGG:tä käyttäen.  (englanti)  // BMC bioinformatics. - 2011. - Voi. 12 Liite 1. - P. 21. - doi : 10.1186/1471-2105-12-S1-S21 . — PMID 21342551 .
  40. ↑ MetaPhlAn: Metagenominen filogeneettinen analyysi | Huttenhower Lab . huttenhower.sph.harvard.edu. Haettu 1. toukokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 26. huhtikuuta 2016.
  41. ↑ Kerepesi C. , Bánky D. , Grolmusz V. AmphoraNet: AMPHORA2-metagenomisen työnkulkusarjan verkkopalvelintoteutus.  (englanniksi)  // Gene. - 2014. - Vol. 533, nro 2 . - s. 538-540. - doi : 10.1016/j.gene.2013.10.015 . — PMID 24144838 .
  42. ↑ Segata N. , Waldron L. , Ballarini A. , Narasimhan V. , Jousson O. , Huttenhower C. Metagenominen mikrobiyhteisön profilointi käyttämällä ainutlaatuisia kladispesifisiä markkerigeenejä.  (englanti)  // Luontomenetelmät. - 2012. - Vol. 9, ei. 8 . - s. 811-814. - doi : 10.1038/nmeth.2066 . — PMID 22688413 .
  43. ↑ Pagani I. , Liolios K. , Jansson J. , Chen IM , Smirnova T. , Nosrat B. , Markowitz VM , Kyrpides NC The Genomes OnLine Database (GOLD) v.4: genomi- ja metagenomiprojektien tila ja niihin liittyvät metatiedot .  (englanniksi)  // Nukleiinihappotutkimus. - 2012. - Vol. 40.-P. D571-579. - doi : 10.1093/nar/gkr1100 . — PMID 22135293 .
  44. ↑ Meyer F. , Paarmann D. , D'Souza M. , Olson R. , Glass EM , Kubal M. , Paczian T. , Rodriguez A. , Stevens R. , Wilke A. , Wilkening J. , Edwards RA The metagenomics RAST-palvelin - julkinen resurssi metagenomien automaattiseen filogeneettiseen ja toiminnalliseen analyysiin.  (englanti)  // BMC bioinformatics. - 2008. - Voi. 9. - P. 386. - doi : 10.1186/1471-2105-9-386 . — PMID 18803844 .
  45. ↑ Kurokawa K. , Itoh T. , Kuwahara T. , Oshima K. , Toh H. , Toyoda A. , Takami H. , Morita H. , Sharma VK , Srivastava TP , Taylor TD , Noguchi H. , Mori H. , Ogura Y. , Ehrlich DS , Itoh K. , Takagi T. , Sakaki Y. , Hayashi T. , Hattori M. Vertaileva metagenomiikka paljasti yleisesti rikastuneita geenisarjoja ihmisen suoliston mikrobiomeissa.  (englanniksi)  // DNA-tutkimus : kansainvälinen aikakauslehti, joka julkaistaan ​​nopeasti geeneistä ja genomeista. - 2007. - Voi. 14, ei. 4 . - s. 169-181. - doi : 10.1093/dnares/dsm018 . — PMID 17916580 .
  46. ↑ 1 2 Simon C. , Daniel R. Metagenomiset analyysit: menneet ja tulevaisuuden trendit.  (englanti)  // Soveltava ja ympäristömikrobiologia. - 2011. - Voi. 77, nro. 4 . - s. 1153-1161. - doi : 10.1128/AEM.02345-10 . — PMID 21169428 .
  47. ↑ Kuntal BK , Ghosh TS , Mande SS Community-analyzer: alusta mikrobiyhteisörakenteen visualisointiin ja vertailuun mikrobiomien välillä.  (englanniksi)  // Genomiikka. - 2013. - Vol. 102, nro. 4 . - s. 409-418. - doi : 10.1016/j.ygeno.2013.08.004 . — PMID 23978768 .
  48. ↑ Aaron E. Darling, Guillaume Jospin, Eric Lowe, Frederick A. Matsen, Holly M. Bik. PhyloSift: genomien ja metagenomien fylogeneettinen analyysi   // PeerJ. - PeerJ, 2014-01-09. — Voi. 2 . — ISSN 2167-8359 . - doi : 10.7717/peerj.243 . Arkistoitu alkuperäisestä 22. huhtikuuta 2016.
  49. ↑ Werner JJ , Knights D. , Garcia ML , Scalfone NB , Smith S. , Yarasheski K. , Cummings TA , Beers AR , Knight R. , Angenent LT Bakteeriyhteisön rakenteet ovat ainutlaatuisia ja kestäviä täysimittaisissa bioenergiajärjestelmissä.  (englanti)  // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United of America. - 2011. - Voi. 108, nro. 10 . - P. 4158-4163. - doi : 10.1073/pnas.1015676108 . — PMID 21368115 .
  50. ↑ McInerney MJ , Sieber JR , Gunsalus RP Syntrofia anaerobisissa globaaleissa hiilikierroissa.  (englanti)  // Nykyinen mielipide biotekniikassa. - 2009. - Vol. 20, ei. 6 . - s. 623-632. - doi : 10.1016/j.copbio.2009.10.001 . — PMID 19897353 .
  51. ↑ Niels Klitgord, Daniel Segre. Mikrobiaineenvaihdunnan ekosysteemibiologia  // Current Opinion in Biotechnology. - T. 22 , no. 4 . - S. 541-546 . - doi : 10.1016/j.copbio.2011.04.018 . Arkistoitu alkuperäisestä 29. elokuuta 2017.
  52. ↑ Leininger S. , Urich T. , Schloter M. , Schwark L. , Qi J. , Nicol GW , Prosser JI , Schuster SC , Schleper C. Archaea vallitsee ammoniakkia hapettavien prokaryoottien joukossa maaperässä.  (englanniksi)  // Luonto. - 2006. - Voi. 442, nro 7104 . - s. 806-809. - doi : 10.1038/luonto04983 . — PMID 16915287 .
  53. ↑ Kristensen DM , Mushegian AR , Dolja VV , Koonin EV Metagenomiikan avulla löydetty virusmaailman uusia ulottuvuuksia.  (englanti)  // Trends in Microbiology. - 2010. - Vol. 18, ei. 1 . - s. 11-19. - doi : 10.1016/j.tim.2009.11.003 . — PMID 19942437 .
  54. ↑ CARL ZIMMER. Kuinka mikrobit puolustavat ja määrittelevät meitä (12. heinäkuuta 2010). Haettu 30. syyskuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 9. syyskuuta 2017.
  55. ↑ Wang WL , Xu SY , Ren ZG , Tao L. , Jiang JW , Zheng SS Metagenomiikan soveltaminen ihmisen suoliston mikrobiomissa.  (Englanti)  // Maailman gastroenterologian lehti. - 2015. - Vol. 21, ei. 3 . - s. 803-814. - doi : 10.3748/wjg.v21.i3.803 . — PMID 25624713 .
  56. ↑ Qin J. , Li R. , Raes J. , Arumugam M. , Burgdorf KS , Manichanh C. , Nielsen T. , Pons N. , Levenez F. , Yamada T. , Mende DR , Li J. , Xu J. , Li S. , Li D. , Cao J. , Wang B. , Liang H. , Zheng H. , Xie Y. , Tap J. , Lepage P. , Bertalan M. , Batto JM , Hansen T. , Le Paslier D. , Linneberg A. , Nielsen HB , Pelletier E. , Renault P. , Sicheritz-Ponten T. , Turner K. , Zhu H. , Yu C. , Li S. , Jian M. , Zhou Y. , Li Y . , Zhang X. , Li S. , Qin N. , Yang H. , Wang J. , Brunak S. , Doré J. , Guarner F. , Kristiansen K. , Pedersen O. , Parkhill J. , Weissenbach J. , Bork P. , Ehrlich SD , ​​Wang J. Ihmisen suoliston mikrobigeeniluettelo, joka on perustettu metagenomisella sekvensoinnilla.  (englanniksi)  // Luonto. - 2010. - Vol. 464, nro 7285 . - s. 59-65. - doi : 10.1038/luonto08821 . — PMID 20203603 .
  57. ↑ Venäjän federaation opetus- ja tiedeministeriön erä metagenomiikasta (pääsemätön linkki) . Käyttöpäivä: 19. joulukuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 7. huhtikuuta 2014. 
  58. ↑ Kansallinen tutkimusneuvosto. Metagenomiikan uusi tiede: Mikrobiplaneettamme salaisuuksien paljastaminen . - 27-03-2007. — ISBN 9780309106764 .
  59. ↑ Hess M. , Sczyrba A. , Egan R. , Kim TW , Chokhawala H. , Schroth G. , Luo S. , Clark DS , Chen F. , Zhang T. , Mackie RI , Pennacchio LA , Tringe SG , Visel A . , Woyke T. , Wang Z. , Rubin EM Biomassaa hajottavien geenien ja genomien metagenominen löytö lehmän pötsistä.  (englanti)  // Tiede (New York, NY). - 2011. - Voi. 331, nro 6016 . - s. 463-467. - doi : 10.1126/tiede.1200387 . — PMID 21273488 .
  60. ↑ Li LL , McCorkle SR , Monchy S. , Taghavi S. , van der Lelie D. Bioprospecting metagenomes: glycosyl hydrolaes for converting biomassas.  (englanti)  // Biotekniikka biopolttoaineille. - 2009. - Vol. 2. - P. 10. - doi : 10.1186/1754-6834-2-10 . — PMID 19450243 .
  61. ↑ Zissis C. Chroneos. Metagenomiikka: teoria, menetelmät ja sovellukset: toimittanut Diana Marco Caister Academic Press, Norfolk, UK; 2010  // Ihmisgenomiikka. - 01-01-2010. - T. 4 . - S. 282 . — ISSN 1479-7364 . - doi : 10.1186/1479-7364-4-4-282 .
  62. ↑ Simon C. , Daniel R. Saavutuksia ja uutta tietoa metagenomisten lähestymistapojen avulla.  (englanti)  // Soveltava mikrobiologia ja biotekniikka. - 2009. - Vol. 85, nro. 2 . - s. 265-276. - doi : 10.1007/s00253-009-2233-z . — PMID 19760178 .
  63. ↑ Timothy M. Vogel, Pascal Simonet, Janet K. Jansson, Penny R. Hirsch, James M. Tiedje. TerraGenome: maaperän metagenomin sekvensointikonsortio  // Nature Reviews Microbiology. - T. 7 , no. 4 . - S. 252-252 . - doi : 10.1038/nrmicro2119 .
  64. ↑ TerraGenome . Haettu 1. toukokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 7. marraskuuta 2012.
  65. ↑ Raes J. , Letunic I. , Yamada T. , Jensen LJ , Bork P. Kohti molekyylipiirteisiin perustuvaa ekologiaa biogeokemiallisten, maantieteellisten ja metagenomisten tietojen integroinnin kautta.  (englanti)  // Molekyylisysteemibiologia. - 2011. - Voi. 7. - P. 473. - doi : 10.1038/msb.2011.6 . — PMID 21407210 .
  66. ↑ Lavery TJ , Roudnew B. , Seymour J. , Mitchell JG , Jeffries T. Australian merileijonan (Neophoca cinerea) ulosteiden mikrobien metagenomissa paljastui korkea ravinteiden kuljetus- ja pyöräilypotentiaali.  (englanti)  // Public Library of Science ONE. - 2012. - Vol. 7, ei. 5 . - P. e36478. - doi : 10.1371/journal.pone.0036478 . — PMID 22606263 .
  67. ↑ Mitä joessa ui? Etsi vain DNA:ta . Haettu 1. toukokuuta 2016. Arkistoitu alkuperäisestä 27. toukokuuta 2016.
  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat
Bibliografisissa luetteloissa
 Henkilökohtainen lääketiede
Omix Data Sections
Sovellusosat
menetelmät
Aiheeseen liittyvät artikkelit