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全球首个冰川微生物数据库面世

来源:中国科学报 冯丽妃 访问:169 时间:2022-06-30

  青藏高原冰川是微生物的天然存储器,封存了不同历史时期的微生物。近日,由中国科学家主导构建的全球首个青藏高原冰川微生物基因组及基因数据集(TG2G)正式出炉。这项被多位审稿人评价为“高度创新”的研究,6月27日发表于《自然—生物技术》。

  在该研究中,兰州大学泛第三极环境中心与中国科学院青藏高原研究所、中国科学院微生物研究所以及澳大利亚和丹麦的科学家合作,对青藏高原21条冰川85个宏基因组进行了测序和组装,获得了2358个宏基因组装基因组,并将其与分离自青藏高原冰川的883株细菌培养株的基因组相结合,构建了TG2G。

  TG2G含有3241个冰川细菌和古菌的基因组,这些微生物物种可划分为30个门、69个纲、12个目、22科、475属和968种。与极地海洋、地球微生物数据库和物种分类数据库中的基因组数据相比,青藏高原冰川微生物中的88.3%~100%为潜在新种。

  “这是第一个详细的冰川生态系统基因组和基因目录。”《自然—生物技术》编辑团队如是评价。

  据悉,TG2G包括冰川环境的25320330个不同基因,其中15954个基因可能与次级代谢产物合成相关,只有8.4%存在于现有数据库中。这一发现证实了TG2G包含了大量功能新颖的次级代谢产物,其中不乏具有合成潜在抗生素或抗癌药物的化合物,以及潜在毒力因子和致病因子。论文作者表示,相关风险有待对潜在致病微生物的丰度、致病风险及其与下游生态系统接触后的相互作用机制进行确定后作进一步评估。

  TG2G还建立了冰川环境微生物的数据处理与比较的标准化流程。研究团队用TG2G的分析流程对北极、欧洲阿尔卑斯山脉冰川的微生物宏基因组数据进行比较研究,获得了代表215个新种的405个冰川微生物基因组。研究发现,青藏高原与其他地区冰川微生物群落组成具有显著差异。

  目前,TG2G的基因组和基因层面数据已经在中国国家组学数据百科全书NODE平台公开。

  相关论文信息:https://doi.org/10.1038/s41587-022-01367-2 

  (原载于《中国科学报》 2022-06-30 第1版 要闻)
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