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张和平+孙志宏Nature子刊:内蒙古人肠道菌群高质量基因组集合

时间:2023-01-06 来源:热心肠日报 作者:青城昊 浏览次数:1069

1、利用PromethION和HiSeq平台对180份粪便样本进行宏基因组测序,生成3.7Tbps三代和20.1Tbps二代数据;


2、通过评估在宏基因组中组装出的Probio-M8基因组,发现足量二代测序对保证组装质量至关重要;


3、构建了内蒙古人肠道基因组数据集(IMGG),包括802个环状和5927个高质量基因组,显著提升了二代测序中易被遗漏区域的分析性能;


4、报道了430种未培养物种的rRNA基因拷贝数,超过12000种未知肠道前噬菌体,以及插入序列在肠道细菌中的分布。

主编推荐语

近年来,基于非培养策略下的宏基因组学分箱技术,为各种自然生态位中大量尚未被培养的微生物提供了参考基因组,也让我们有机会对这些“暗物质”有基本的认识。然而,当下参差不齐的基因组质量和非典型地区人群样本的缺乏限制了我们对暗物质更深入的理解。近日,内蒙古农业大学张和平和孙志宏与团队在Nature Microbiology发表最新研究,基于先前开展的一项益生菌(Probio-M8)酸奶人群干预试验,利用PromethION和HiSeq平台对其中180份粪便样本进行超深度宏基因组测序,通过分析宏基因组中还原出的Probio-M8基因组对组装流程进行了验证,随后基于分箱策略构建了内蒙古人肠道基因组数据集(IMGG)。IMGG显著提升了基因组元素的分辨率,包括核糖体RNA操纵子(rrn)、代谢基因簇、前噬菌体和插入序列(IS)。特别地,该研究还报道了超400种未培养物种的rrn拷贝数,超12000个未知肠道前噬菌体及其功能特征,以及IS元素在肠道细菌中的分布情况。总的来说,这项研究拉进了我们与“白金”基因组的距离,也提示未来肠道基因组学研究需要重点关注代表性不足的基因组区域。 

Nature Microbiology

[IF:30.964]



A high-quality genome compendium of the human gut microbiome of Inner Mongolians

内蒙古人肠道菌群高质量基因组简编

10.1038/s41564-022-01270-1

01-05, Article


Abstract:
Metagenome-based resources have revealed the diversity and function of the human gut microbiome, but further understanding is limited by insufficient genome quality and a lack of samples from typically understudied populations. Here, we used hybrid long-read PromethION and short-read HiSeq sequencing to characterize the fecal microbiota of 60 Inner Mongolian individuals (n=180 samples over three time points), who were part of a probiotic yogurt intervention trial. We present the Inner Mongolian Gut Genome (IMGG) catalog, comprising 802 closed and 5,927 high-quality metagenome-assembled genomes (MAGs). This approach achieved high genome continuity, substantially increased the resolution of genomic elements, including ribosomal RNA operons (rrns), metabolic gene clusters (MGCs), prophages, and insertion sequences (IS). Particularly, we report the rrn copy number for uncultured species, over 12,000 previously undescribed gut prophages, and the distribution of IS elements across gut bacteria. Overall, these data provide a high-quality, large-scale resource for studying the human gut microbiota.


First Authors:
Hao Jin,Keyu Quan,Qiuwen He

Correspondence Authors:
Heping Zhang,Zhihong Sun


All Authors:
Hao Jin,Keyu Quan,Qiuwen He,Lai-Yu Kwok,Teng Ma,Yalin Li,Feiyan Zhao,Lijun You,Heping Zhang,Zhihong Sun

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