シングルセル解析技術を用いた腸内ファージの生態系解明

利用单细胞分析技术阐明肠道噬菌体生态系统

• 批准号: 18K14682
• 负责人: 西嶋 傑
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: National Institute of Advanced Industrial Science and Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-01 至 2019-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-18K14682/
• 关键词: ファージ; 腸内細菌叢; メタゲノム解析; バイローム; シングルセル解析

ヒト腸内に存在するファージの網羅的なリファレンスゲノムセットを作成するため、下記1-3)パイプラインを構築しゲノム配列の収集を行った。1) Genbank (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/)、IMG/VR (https://img.jgi.doe.gov/cgi-bin/vr/main.cgi)データベースから全ファージゲノムデータの収集。2) NCBIのSRAからダウンロードした先行研究のヒト腸内viromeデータ（Norman JM et al 2015, Shkoporov AN et al 2018）をアセンブリすることで、完全ファージゲノムと考えられる環状コンティグを取得。3) ヒト腸内細菌叢のメタゲノムデータをアセンブリし、得られた環状コンティグの中からDeepVirFinder、VirSorter、ファージに特異的な遺伝子 (terminase, capsid and tail protein)の情報等を用いてファージゲノムを取得。1-3)のパイプラインから得られた全ゲノム配列を>95% identity, >85% alignment coverageでクラスタリングすることで、vOTUs (Viral operational units)を得た。これらのvOTUsにヒト腸内細菌叢のメタゲノムデータをマッピングすることで、1被験者当たりから検出されるvOTU数や、ヒト腸内に豊富に存在する今まで知られていなかった未知の系統を明らかにした。今後各被験者のメタデータとの関連解析を行うことで、ヒトの生理状態や疾患と関連するヒト腸内ファージが明らかになると期待される。

为了在人类肠中创建详尽的参考基因组集，在1-3以下构造了管道，并收集了基因组序列。 1）从GenBank（https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/），IMG/VR（https://img.jgi.doe.gov/cgi-cgi-bin/vr/main.cgi）数据库中收集了总噬菌体基因组数据。 2）通过从NCBI SRA下载的先前研究中的人类肠道病毒素数据（Norman JM等人2015年，Shkopolov An等，2018），循环重叠群被认为是完整的噬菌体基因组。 3）组装了人肠菌群的元素数据，并使用有关深virfinder，virsorter，噬菌体特异性基因（终端酶，衣壳和尾蛋白）的信息从获得的圆形重叠群中获得噬菌体基因组。通过群> 95％的身份（> 85％的比对覆盖率），通过将从1-3管道获得的整个基因组序列聚类来获得投票（病毒操作单位）。通过将人类肠道微生物群的宏基因组数据映射到这些投票中，我们揭示了人类肠中发现的每个受试者和以前未知菌株的选票数量。可以预期，通过与未来每个受试者的元数据进行关联分析，将揭示与人类生理状况和疾病相关的人类肠道噬菌体。