新突破——高分辨率下的人类肠道微生物组

大量数据已证实肠道菌群在人类健康和疾病中扮演着重要角色。然而，目前地球上超过99%的微生物还没有被培养，它们也被称为“暗物质”，对微生物组研究是一个重大挑战。近年来，一种基于非培养策略下的宏基因组学分箱技术，通过各种聚类算法，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。

图1 以益生菌Probio-M8为标记物的混合、超深度宏基因组测序和组装质量评估

近日，内蒙古农业大学乳品生物技术与工程教育部重点实验室在Nature Microbiology杂志发表了一项研究，采用二三代混合深度宏基因组测序策略，基于先前开展的一项益生菌（Probio-M8）酸奶人群干预实验，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，共生成3.7 Tbps三代和20.1 Tbps二代数据。为了评估组装流程的准确性，研究团队基于三种不同的测序和组装策略（即仅三代序列组装、二三代混合组装、仅二代序列组装），直接从饮用过益生菌酸奶志愿者肠道的样本中组装出Probio-M8基因组，并与参考基因组进行比较，发现相较二代测序，三代测序显著提高了装配连续性，可构建出高连续性基因组支架，而足量的二代测序也对于提升碱基准确性、基因组完整性和功能分析准确性至关重要，强调了在宏基因组数据集中使用“已知和/或预期的”基因组来评估测序和组装工作流程质量的重要性。

图2内蒙古人肠道基因组IMGG数据库概述

图3 IMGG数据库增强基因组遗传元件的分辨率