MetaCHIP：鉴定微生物群落中水平基因转移的新方法！
澳大利亚新南威尔大学Torsten Thomas等人于2019年3月4日在《Microbiome》上发表了题目为《MetaCHIP: community-level horizontal gene transfer identification through the combination of best-match and phylogenetic approaches》的文章。该研究开发了一种工具名为MetaCHIP（“Meta”用于“宏基因组学”，“CHIP”用于“菌群级水平基因转移识别途径”），该工具可以从微生物群落数据中检测出具有不同程度遗传差异的水平基因转移，并提供了新的生物学和生态学见解。
文章摘要
背景：宏基因组数据集提供了研究微生物群落水平基因转移（HGT）的机会。然而，目前的HGT检测方法不能应用于菌群级数据集或需要参考基因组。在这里，我们提出了MetaCHIP，这是一个在菌群水平上识别参考独立HGT的途径。
结果：在模拟数据集上MetaCHIP的表现表明，它可以预测宏基因组数据集中不同遗传分化程度的HGTs。结果还表明，从宏基因组数据集中检测到最近的基因转移（即具有低遗传分化水平的基因转移）在很大程度上受到序列组装步骤的影响。MetaCHIP同先前土壤细菌的分析比较，结果显示了对近期HGTs的预测的高度一致性，并且揭示了大量额外的非近期基因转移，其可提供新的生物学和生态学见解。在真实宏基因组数据集上MetaCHIP的表现证实了HGT在人肠道菌群中与抗生素抗性相关的基因传播中的作用。进一步的测试还表明，与能量产生和转化以及碳水化合物运输和代谢相关的功能经常在游离的微生物中转移。
结论：MetaCHIP提供了在微生物群落中研究HGTs的机会，其在微生物生态学和进化领域具有多种应用。MetaCHIP是用Python实现的，可以在https://github.com/songweizhi/MetaCHIP免费获得。
关键词：宏基因组学，水平基因转移，HGT鉴定，生物信息学
文中主要图片说明
图1 MetaCHIP的工作流程
图2 确定的HGT的侧翼区域的示例输出。
图3 基于16S rRNA基因序列树与具有不同基因组完整性水平的SCG蛋白树之间的相似性。通过Mantel测试评估相似性。
图4 MetaCHIP在纲和基因水平的基因组之间引入的HGTs恢复的表现。“BM”和“PG”分别是指在“最佳匹配方法”和“系统发育方法”之后回收的基因转移。“RD”显示了基因流“正确方向”的预测恢复
图5 测序深度对不同组装者和不同遗传分化水平的引入基因转移恢复的影响
图6 组装和装箱过程中回收的基因转移百分比
图7 组装模拟序列和基因组合并（模拟）后MetaCHIP恢复基因转移的百分比。
图8 MetaCHIP的遗传分化鉴定了来自土壤分离株的368个基因组的HGTs。
图9 2094基因组的COG功能类别的相对比例以及MetaCHIP预测近期（遗传差异≤1％）和非近期（遗传差异> 1％）HGT。
图10 预测人类肠道和北海微生物群落内的基因流动。
图11 输入基因组的COG功能类别的相对比例和来自人类肠道的预测HGTs。
你可能还喜欢
培训班推荐👇，快来参加，充实自己吧！