“中科院青岛能源所提出微生物组功能的校正算法”

本篇文章876字，读完约2分钟

科技日报记者王健高通讯员刘佳

基于基因组测序的微生物群功能分解和比较在疾病诊断、生态监测、生物安全等行业有广泛的应用价值，但高昂的价格限制了其更广泛的应用。 怎么处理这个难题？ 最近，中科院青岛生物能源与工艺研究所单细胞中心开发了微生物群功能校正算法meta-apo(metagenomic apochromat )，为大规模菌群功能比较提供了保证分解精度、可大幅降低实验和计算价格的处理方案。

该所生物新闻研究组荆功超助手研究员表示，目前，微生物组功能的分解和比较首先是基于基因组序列进行代谢重建。 路线之一是鸟枪法原基因组测序( whole metagenome sequencing ) wms )但是其高测序价格(~1000~2000元/样本)和复杂的分解过程阻碍了这种做法的大规模应用。 另一方面，通过扩增子测序(~200元/样本)，也可以利用16s rrna等进化标记基因与其参照基因组的相关性，推测微生物群的功能。 虽然该方法价格低廉，但16s rrna基因片段大多具有扩增偏好性，与全基因组序列的关联不完全可靠，因此该方法的功能重构结果经常出现较大偏差。

为了解决以上问题，该单细胞中心生物新闻研究组发掘了wms数据与16s rrna扩增子数据的同源性关系，使用少量的wms和16s rrna数据(即对同一菌群样本进行wms测序和16s rrna ) 结果表明，meta-apo利用仅有15例样品的数据进行了训练，再基于16s rrna扩增子进行了000例人体肠道菌群样品的功能预测和校正，结果与该样品基于wms估计的菌群功能基本一致，总测序 因此，比较大规模菌群样品功能重建的目的，用16s rrna扩增子策略测量所有样品，用wms策略测量其中的部分样品，可以在保证降解精度的同时，大幅降低实验和计算价格。 因此，meta-apo算法及其相应的测序策略为大型菌群功能分析项目的设计提供了重要的工具。

这项事业由单细胞中心和青岛大学计算机科学技术学院合作完成。 这篇论文的第一作者是这个生物新闻研究组的荆功超，通讯作者是苏晓泉教授。