细菌基因组研究的变化

admin 2 2025-02-13 10:53:08 编辑

前言

最近在繁忙的工作之余,偷偷的又看了一篇关于细菌基因组的综述文章。文章比较长,但是还是挺有价值的,建议大家感兴趣的直接下载原文阅读。由于本人不是微生物专业的,所以有些地方不是很有把握,只是根据自己分析的经验来说的,希望大家多多指教。

文章题目:Insights from 20 years of bacterial genome sequencing

摘要

首先文章介绍了到1995年第一次有两个细菌完成图发表到现在已经有20年了(文章15年)这期间发生了很大的变化,其中三代测序技术可以在几个小时内获得完整的细菌基因组并且还能顺便检测甲基化位点----这个可谓是最大的变化。

到目前为止检测的微生物一共有50个门(细菌),11个古细菌门。这其中除了测序技术由sanger到二代到三代,其实还是有一些其他的变化的,文章重点就是讲解这些变化。

首先看图一是细菌基因组增长数目是飞快的。

可以分为前十年和后十年,这个速度真的很🐂。当然这里主要归功于测序技术的突飞猛进。

发生的改变

在技术改变的同时,对于细菌分类和比较基因组学分析的方法也变化了。

原来研究分类和进化主要利用16s RNA 进行分析,因为它至少在每个细菌中都有一份,而且相对比较保守,比较可靠。但是现在不一样啦。这个方法已经被更牛叉的方法取代啦。那就是利用全基因组数据和分析,这样还可以对成百上千的一起分析。

小编是90后,原来遇到过一个人装X,问我为啥不用16s 构建进化树。话说我肯定不知道有这个古老的方法的。不过还是真的长知识啦。生信还辛苦,即使是过时的技术,也得记住。。。。

除了上面的变化,还存在的变化包括:数据量大了、数据变复杂啦,门槛高了、组装算法也发生变化了。

新基因组的特征

接着,文章开始对已有的基因组数据的特征进行分析。首先就是在GenBank中的2671的完成基因组中其平均的编码区比例是88%。现在这个范围是在40%--97%。极端的例子:5百万bp的基因组有5000个pep。还有就是最小的基因组是112.091bp,含有137个pep。说明细菌基因组也开始变的复杂,多变,不断的扩展边界的外延。

另外因为三代基因组得的是完成图,基因组的质量应该还是可以的。但是之前的数据质量是什么样的,不得而至。Land (14)通过对基因组进行分析和评估,得到如下结论:

我们对超过32000个细菌基因组进行评估,大多数的基因组的质量还是“good-enough”的,只有大概10%的草图太过于槽糕。上图中可以看到基因组的大小和GC的含量,这两个是短片段组装的难题,不过借助测序技术的提升,貌似都解决了。。。

测序得到的新的基因组还有哪些变化

1、基因组大小和gc含量的比例

2、编码区比例

3、gene duplication and pseudogenes 这些应该都会被慢慢的研究。

4、tRNAs codons 的多样性

5、重复序列对细菌稳定性的重要作用研究

6、细菌中的防御系统:基因岛、水平基因等研究

7、微小细胞器的作用

8、比较基因组学部分的分析

除了单物种的基因组,宏基因组测序最近也是热点问题。

另外其他就是每个物种测了越来越多的亚种,他们之间的差异越来越大,泛基因组测序还是很有必要的。

最后作者还提出了微生物未来应用的方向应该是更加的关系到食品和健康。

,直接下载原文文献。

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