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宏基因组
文章数:220篇
metaMDBG
Nature子刊:适用于PacBio HiFi数据组装的工具metaMDBG
长读长测序技术,如PacBio HiFi,正在迅速成为基因组学研究的新黄金标准。近日,研究人员在Nature Biotechnology发表最新研究,开发出metaMDBG,一个基于MDBG的长而准确的宏基因组读取组装工具,相比现有的工具,metaMDBG组装速度更快,占用内存较小,实测性能较好,值得关注。
metaMDBG
HiFi测序
研究论文
基础研究
宏基因组
蛋白质结构预测
Nature子刊:构建出远超AlphaFold2精度的蛋白质互作结构
蛋白质结构预测一直是生物信息学领域的重要研究课题。近日,新加坡国立大学和美国密歇根大学研究人员在Nature Methods发表最新研究,开发出两款基于AI的蛋白质互作结构预测软件,DeepMSA2通过利用递推动态规划和隐马尔科夫模型算法,可从海量宏基因组序列库中快速提取高质量的MSA数据;而DMFold算法可高效构建蛋白质复合物的三维结构,其精度远超AlphaFold2,值得关注。
蛋白质结构预测
机器学习
研究论文
基础研究
宏基因组
宏基因组
Nature:未培养微生物中的40万个新基因家族
尽管微生物培养技术已取得很多进展,但地球上仍有大量未培养微生物,其基因的特征和功能在很大程度上被归为微生物“暗物质”。Nature发表的这项最新研究,对5个数据库中来自82个生境(含肠道)的近15万个细菌和古菌基因组(宏基因组组装基因组和单扩增基因组),进行了系统性地比较分析研究,编制了专属于未培养原核生物的新基因家族目录FESNov,使细菌和古菌基因家族数量变为原有的3倍,极大扩展了对未培养微生物遗传库在功能和演化方面的认知,有助于未来的宏基因组学研究。
宏基因组
微生物暗物质
未培养微生物
基因家族
母乳低聚糖
Nature子刊:婴儿肠菌合作代谢母乳低聚糖
生命早期肠道微生物组的发育具有长期的健康影响,并且可能受到婴儿饮食等因素的影响。 母乳低聚糖是母乳的重要成分,由一些有益的肠道微生物代谢,可确保适当的肠道微生物组建立和婴儿发育。然而,肠道微生物组如何代谢母乳低聚糖还尚未完全阐明。 近日,加利福尼亚大学研究人员在Nature Communications发表最新研究,通过借助微生物共培养和宏基因组学技术,发现婴儿肠道物种活泼瘤胃球菌通过启动2'-岩藻糖基乳糖可释放乳糖促进双歧杆菌的生长,值得关注。
母乳低聚糖
双歧杆菌
研究论文
基础研究
肠道菌群
宏基因组
RefSeq和宏基因组时代的原核基因组注释流程
国家生物技术信息中心的参考序列(RefSeq)项目已包含超过31.5万个细菌和古细菌基因组和2.36亿个蛋白质,并提供最新和一致的注释。近日,美国国家卫生研究院人员在Nucleic Acids Research发表最新研究,系统描述了RefSeq集合的当前内容,特别是MAG的贡献。还解释了对选择过程所做的更改,以便在保持存储质量的同时融入MAG所代表的新颖性。最后,提出了具有专家策划功能分配的RefSeq蛋白的比例有所增长,并且基因本体论术语会使RefSeq蛋白的注释更加丰富,值得关注。
宏基因组
宏基因组组装基因组(MAGs)
研究论文
基础研究
蛋白功能预测
宏基因组
康禹团队:VTwins可从宏基因组数据中推断致病微生物特征
由于受到众多混杂因素的干扰,很难从高维宏基因组数据中推断出因果关系。近日,中科院北京基因组研究所康禹及团队在Science Bulletin发表最新研究,开发出VTwins工具(https://github.com/mengqingren/VTwins),发现VTwins在处理高多样性、高维组成数据方面简单有效,可从宏基因组数据中推断致病微生物特征,值得关注。
宏基因组
VTwins
研究论文
基础研究
微生物特征
抗生素抗性组
钱海丰团队:宏基因组分析揭示抗生素抗性组的全球传播
抗微生物耐药性在全球传播的危机持续加剧。由于缺乏流动性和栖息地特异性的数据,估计抗生素耐药性跨栖息地传播的风险受到阻碍。浙江工业大学的钱海丰团队在Advanced Science上发表文章,发现大部分的抗性基因可在栖息地和人类粪便之间传播,这些栖息地应该受到更多的关注,来预防未来的抗微生物耐药性。研究在“同一健康”框架内阐释了人类和其他栖息地之间耐药性基因的传播途径,并确定控制持续传播和抗生素耐药性的策略。
抗生素抗性组
宏基因组
古生物
古宏基因组分析的新方法
详细了解古代环境、生活方式和疾病方面目前仍存在巨大挑战。其中,高错误率在古代宏基因组学中一直是一个挑战,满足该领域需求的计算框架的可用性有限。近日,隆德大学研究人员在Genome Biology发表最新研究,提出了aMeta,这是一种精确的古代DNA宏基因组分析工作流程,使用模拟数据,将aMeta与当前最先进的工作流程进行比较,证明其在微生物检测和认证方面的优势,可显著降低计算机内存的使用率,值得关注。
古生物
宏基因组
研究论文
基础研究
生信工具
宏基因组
王军团队iMeta:分析宏基因组结构变异的新利器——MetaSVs
结构变异(structural variants, SVs,包括大片段的插入、缺失、倒置和易位)显著影响微生物基因组中基因的功能,菌群中的SVs与多种生物过程和人类疾病相关,中科院微生物所王军团队近期在iMeta发表研究,建立了一个整合了Nanopore长reads和Illumina短reads的MetaSVs流程来分析微生物基因组中的SVs,并进一步确定可以反映代谢差异的差异SVs。
宏基因组
菌群
纳米孔
结构变异
杂交测序
NMPFamsDB
NMPFamsDB:来自微生物宏基因组和宏转录组的新型蛋白质家族数据库
近20年的宏基因组数据和宏基因组分析,仍然没有真正的分析透来自宏基因组本身的蛋白质家族,到目前为止,我们所知道的蛋白质家族中有很大一部分(约30%-50%)仍然没有任何已知的功能。近日,雅典国立和卡波迪斯蒂安大学研究人员在Nucleic Acids Research发表最新研究,构建了一个新型宏基因组蛋白家族的公开数据库(NMPFamsDB;https://bib.fleming.gr/NMPFamsDB),极大地扩展了目前参考基因组中已知蛋白质序列簇的数量,值得关注。
NMPFamsDB
蛋白质家族数据库
研究论文
基础研究
序列比对
MetaCC
Nature子刊:MetaCC助力解析宏基因组Hi-C数据
Hi-C方法在宏基因组分箱上具有重要价值,使用Hi-C近端连接技术可进行无培养宏基因组学分析、质粒-宿主关联以及菌株基因组组装。目前Hi-C测序文库构建的选择很多,但是分析工具比较欠缺。近日,南加州大学研究人员在Nature Communications发表最新研究,开发出MetaCC用于分析短读和长读长metaHi-C数据集,经过实测,发现MetaCC在标准化和分箱方面优于现有方法,值得关注。
MetaCC
Hi-C数据
研究论文
基础研究
生信工具
宏基因组
刘洋彧等Nature子刊:限制性内切酶或可助力解决宏基因组假阳性鉴定问题
尽管现有的宏基因组分析器前景看好,它们也存在一些局限性。目前多数宏基因组分析器面临的主要瓶颈是它们依赖于通用的单拷贝标记或整个微生物基因组作为参考,因此受限于构建参考数据库时的标记缺失,抑或保守区域的多重比对问题。近日,哈佛大学医学院刘洋彧及团队在Nature Communications发表最新研究,利用物种特异性IIB型限制性内切酶酶切位点作参考,不采用通用标记或整个微生物基因组,构建基于IIB型限制性内切位点的宏基因组分析器MAP2B,MAP2B可以有效的消除微生物组数据鉴定时存在的假阳性,并生成更高精度、更准确的物种分类结果,值得关注。
宏基因组
假阳性
研究论文
基础研究
生信工具
新冠
肠道菌群与新冠严重程度间存在强关联(荟萃分析)
多项研究已经报道个体患者队列中肠道微生物组与新冠疾病严重程度间的关联,但其生物标志物在国际队列中的稳健性仍然存在问题。近日,科克大学研究人员在Gut Microbes发表最新研究,对新冠患者的8项宏基因组和23项16S研究进行荟萃分析,发现肠菌结构改变在感染后7-30天会达到高峰,并鉴定出较准确的新冠患者微生物组生物标志物,构建了预测模型,值得关注。
新冠
肠道菌群
荟萃分析
基础研究
宏基因组
质粒检测
国内团队:从宏基因组中识别质粒的工具
香港城市大学孙燕妮团队开发了一种质粒检测工具(PLASMe),它充分利用了基于比对和学习的方法的优势:其中的比对组件可以很容易地识别已知质粒,而使用Transformer 模型可以识别远源的质粒,作者在Github上提交了相关代码,使用指南,和测试数据,网址为https://github.com/HubertTang/PLASMe。
质粒检测
比对
组装
蛋白簇
宏基因组
人类肠道微生物组
Cell:超深度测序揭示出原始部落中惊人的肠道微生物多样性
目前的人类微生物组研究中,大部分数据都来自工业化人群,而对非工业化人群的微生物组所知有限。Cell最新发表了来自斯坦福大学Sonnenburg团队的研究,对351份坦桑尼亚哈扎人(Hadza)的粪便样本进行了难得的超深度测序,获得了迄今最大规模的狩猎采集者肠道微生物组测序数据,极大扩充了对人类肠道微生物组多样性的认知。通过对这些数据进行深入分析,该研究探究了哈扎人的肠道微生物组特征、微生物复制率和人际间的菌株共享规律等方面,并与其他生活方式人群进行了对比,鉴定出与生活方式(工业化vs非工业化)有关的肠道物种及其功能特征和差异。该研究显示了超深度测序在研究人类微生物组方面的潜力,再次强调了伴随工业化进程而大量消失的肠道微生物多样性(哈扎人的平均肠道物种数为730,而加州人只有277),且工业化和非工业化人群中独有的肠道微生物类群在功能上并不冗余,可能反映了微生物对不同生活方式下的肠道环境的适应。该研究的所有数据和分析结果都免费公开,为人类肠道微生物组研究提供了宝贵资源,也为理解共生肠菌的生态学和演化提供了新信息。
人类肠道微生物组
宏基因组
工业化
狩猎采集者
超深度宏基因组测序
体育活动
肠道菌群助力运动减重
超重和肥胖是全球性的健康问题,肠道菌群可调节宿主能量平衡和肥胖相关的代谢反应。体育活动会增加能量消耗,因此通常用于控制体重,但肠道菌群是否能调节体育活动与体重的关联性仍然未知。Microbiome最新一项研究利用两个队列中的综合流行病学、鸟枪法宏基因组和宏转录组数据,并围绕肠道菌群对短期和长期体育活动与多种体重测量指标之间关联的影响进行检测。数据表明腐烂别样杆菌可以增强体育活动与体重之间的有益关联,提示肠道菌群或可作为提高体育活动在体重管理中功效的新策略。
体育活动
体重变化
医学研究
研究论文
腐烂别样杆菌
抗生素抗性基因 (ARGs)
抗生素耐药基因数据库再更新—ResFinderFG v2.0
宏基因组学可用于监测抗生素耐药基因(ARGs)的传播,2016年,ResFinderFG v1.0数据库被开发用于识别多种类型样本的ARGs。近日,巴黎城市大学研究人员及团队在Nucleic Acids Research发表最新研究,开发出ResFinderFG v2.0(https://cge.food.dtu.dk/services/ResFinderFG/),从50个数据集中共鉴定出3913个ARGs。此外,ResFinderFG v2.0的特异性较好,能检测到较多的未被识别的ARGs,值得关注。
抗生素抗性基因 (ARGs)
ResFinderFG v2.0
研究论文
基础研究
宏基因组
肠道菌群
Cell 子刊:新方法挖掘饮食相关肠道菌群变化
小鼠是研究菌群-机体互作的关键模型。但是,传统的基因枪法对肠道菌群的鉴定有限。本文提出一种宏基因组分析方法metaphan 4,利用小鼠的22718个宏基因组组装的基因组,改进小鼠肠道菌群分析,并基于8个公共数据集数据进行验证。研究结果显示,metaphan 4可以更好的挖掘小鼠饮食相关肠道菌群。
肠道菌群
宏基因组
微生物组数据分析
刘永鑫+袁军等:如何用好R进行微生物组分析?(综述)
如何从众多R包中选择合适、高效、便捷、易学的工具,是微生物组研究者面临的难题。中国农科院刘永鑫、南京工业大学袁军与团队在Protein & Cell 2023肠道大会微生物组专刊中发表综述文章,系统地梳理了R包在微生物组研究中的应用,为今后开发更好的微生物组工具提供了重要的理论基础和实践参考。本文干货很多,推荐专业人士学习参考。
微生物组数据分析
R包
宏基因组
可视化
宏基因组
从宏基因组数据中鉴定真核生物的工具CORRAL
微生物群落中,真菌和原生生物等真核生物经常与细菌和古菌共存。大多数环境中,由于原核信号占主导地位,因此很难用“鸟枪法”宏基因组测序来研究它们的存在。最近的真核生物检测方法是使用真核生物特异性标记基因,但它们没有包含处理参考标记基因集中没有代表的真核细胞存在的策略,并且它们与基于网络的用于下游分析的工具不兼容。Microbiome近期发表的文章,开发出从鸟枪宏基因组数据中鉴定真核生物的工具——CORRAL,并进行公开分享。
宏基因组
真核生物
宏基因组
iMeta:对于Nature微生物菌株传播研究的评论
本文对 Nature 微生物菌株传播研究进行了评论。该研究整合了公开可用的和新测序的宏基因组数据,纳入了来自20个不同国家,涵盖800多个细菌物种,总数超过9700的样本,并分析评估了母亲-孩子、双胞胎、家庭成员、同居者、同一人群内的不同个体、以及不同人群间的个体之间的肠道和口腔微生物组在菌株水平上的共享情况。
宏基因组
肠道和口腔微生物组
共享菌株
直接传播
非传染性疾病
宏基因组组装基因组 (MAGs)
国内团队:基于宏基因组测序数据组装方法的基准测试
宏基因组组装是一种利用宏基因组测序数据重建微生物基因组的有效方法,多种组装工具也被开发用于简化组装并解决微生物基因组中序列重复的问题。然而,目前还没有对宏基因组测序技术进行全面评估,也缺乏选择合适的宏基因组组装工具的实用指南。近日,香港浸会大学张璐及团队在Briefings in Bioinformatics发表最新研究,使用由一系列测序技术生成的32个宏基因组测序数据集,对19种主流组装软件工具进行了全面的基准测试,发现通过杂合组装是提高总组装长度、获得近乎完整MAGs有希望的方法,值得关注。
宏基因组组装基因组 (MAGs)
组装工具
研究论文
基础研究
宏基因组
宏基因组
基于菌株特异性法或可用于检测交叉样本的污染?
在高通量测序中,污染是不可避免的,虽然DNA提取试剂盒等外部污染源已经被广泛报道和调查,但来自研究本身的污染仍然被低估。近日,美国加利福尼亚大学研究人员在Microbiome发表最新研究,对于低生物量样品来说,污染尤其成问题,并且孔间污染比外部污染更难检测,是微生物组领域应该关注的问题。未来建议使用基因型特异性监测方法和阴性对照,以确保结果的完整性和可重复性。
宏基因组
污染
研究论文
基础研究
生物信息学
MetaPhlAn
Nature子刊:MetaPhlAn再度更新,这次有何新特征?
MetaPhlAn是针对宏基因组数据进行微生物分类分析最常用的工具之一,近年来也逐渐更新扩展到第三版。近日,意大利特伦托大学研究人员在Nature Biotechnology发表最新研究释放了MetaPhlAn4版本,MetaPhlAn4整合了来自分离株和宏基因组组装的基因组的信息,可以在SGBs水平对物种进行鉴定和丰度定量,此外,MetaPhlAn4在分析灵敏度、特异性、微生物多样性以及未知物种与疾病和饮食标记物相关性等方面都进行了显著扩展,值得相关人员进一步测试。
MetaPhlAn
宏基因组
研究论文
基础研究
微生物物种
宏基因组
低丰度物种和抗性基因的最优宏基因组组装比较(综述)
测序和计算机技术的进步使高分辨率评估复杂菌群的宏基因组组装成为现实。基于此,Briefings in Bioinformatics发表的综述专门评估了长读(LR)和短读(SR)以及混合(HY)宏基因组组装器在低丰度物种上的性能和优缺点。
宏基因组
低丰度物种
综述
宏基因组
鞠峰团队:剔除重复数据可提高宏基因组组装和分箱效率
宏基因组测序文库构建时引入的重复序列不仅会给定量分析带来偏差,而且还会导致覆盖剖面的错误,给宏基因组组装和分箱带来不良影响甚至失败,但这个问题很少被注意到,而且它对下游基本生物信息学过程的影响仍然不清楚。近日,西湖大学鞠峰及团队在Microbiology spectrum发表最新研究,基于五种典型数据(即人类肠道、生物反应器污泥、地表水、湖泊沉积物和森林土壤),发现剔除重复数据有助于提高组装和分箱的效率,还可节约计算成本。总之,该研究为微生物组研究中更经济高效的宏基因组分析提供了经验参考。
宏基因组
提出重复数据
研究论文
基础研究
序列组装
扩增子
iMeta:国内团队开发易扩增子(EasyAmplicon):易用、可重复的菌群扩增子分析流程
本研究提供了一个跨平台、开源和社区支持的分析流程——易扩增子(EasyAmplicon)。易扩增子包括30多个跨平台模块和该领域常用的R包。流程由文章作者和“宏基因组”公众号编辑团队维护和更新,定期发布最新的中英文教程,阅读用户的反馈,并在微信公众号和GitHub中为用户提供帮助。该流程可在 GitHub (https://github.com/YongxinLiu/EasyAmplicon) 和 Gitee (https://gitee.com/YongxinLiu/EasyAmplicon)上获得。
扩增子
生物信息学
菌群
流程
可视化
原核生物
重庆医科大学开发兼顾原核生物和病毒的宏基因组物种组成分析软件KMCP
本研究开发了一款新的宏基因组物种组成分析软件KMCP,它使用改进的COBS(紧凑的位分片签名索引)数据结构来对微生物参考基因组进行索引,并结合k-mer相似性与基因组覆盖信息来提高宏基因组物种组成分析的准确性。KMCP数据库构建的高效性和序列搜索的可扩展性使得KMCP能有效的利用日益增多的参考基因组。KMCP由Go语言实现,提供Linux、Windows、macOS操作系统的amd64和arm64架构的静态链接可执行程序,用户只需要下载解压,开箱即用,也可通过conda安装。
原核生物
病毒
宏基因组
物种组成
k-mer
宏基因组
马迎飞团队Nature子刊:揭示人肠道古菌病毒多样性
中国科学院深圳先进技术研究院马迎飞团队近期在Nature Communications发表研究,对人类肠道中的古菌和古菌病毒进行了全面的宏基因组数据挖掘。研究结果表明,人肠道古菌和古菌病毒存在很高的多样性,本研究鉴定的新的人肠道古菌病毒填补了相关的知识空白,并可作为人肠道古菌病毒组的扩充,本研究将为深入了解人体肠道内古菌病毒的多样性和蛋白功能提供前所未有的见解,以供人们更好地了解人类肠道生态系统,该文为人类肠道菌群的研究提供了新视角。
宏基因组
肠道古菌病毒组
噬菌体
蛋白功能
病毒簇
MGnify平台
用于微生物组序列组装、分析和存档的MGnify平台更新
MGnify平台(https://www.ebi.ac.uk/metagenomics)可用于微生物组序列组装、分析和存档。近日,欧洲分子生物学实验室在Nucleic Acids Research上发表最新研究,进一步扩展更新了MGnify平台。3年来,MGnify不仅在包含的数据集数量方面有所增长,而且还增加了分析的广度(如对长读长序列的分析),并且在蛋白数据库、API以及web网页端都做了较大的更新,并且用户还直接远程控制服务器分析微生物组数据,便于微生物组分析惠及大众,值得关注。
MGnify平台
微生物组数据分析
研究论文
基础研究
生信分析工具