ARGs
pH值對減輕豬糞厭氧發(fā)酵過程中胞外/胞內(nèi)耐藥基因及耐藥致病菌的影響
研究了豬糞厭氧發(fā)酵過程中不同初始pH值(3、5朵你、7、11)對細胞內(nèi)和細胞外抗生素耐藥基因(iARGs和eARGs)以及攜帶ARGs的潛在微生物宿主的影響器赞。pH值為3和pH值為5時绰上，幾乎所有iARGs和eARGs的豐度都降低了0.1 ~ 1.7 log。pH值7和pH值11時，只有3種iARGs和eARGs的豐度降低了0.1 ~ 0.9 log苫耸。在酸性初始發(fā)酵條件下(pH 3和pH 5)， ARG的去除效果更明顯儡陨。酸性條件(pH值3和pH值5)顯著降低了微生物群落的多樣性和豐度褪子，從而消除了許多潛在的ARG宿主和耐藥致病菌(ARPB)量淌。因此，本研究結(jié)果有助于探討豬糞厭氧發(fā)酵對ARGs和ARPB的去除效果及污染風(fēng)險嫌褪。
highlights
? 在初始酸性發(fā)酵條件下呀枢，ARGs和MGE的去除率更顯著。
? 在發(fā)酵體系中鑒定出105個ARGs微生物宿主屬笼痛。
? pH值3和5時ARB和ARPB的去除率大于pH值7和11時裙秋。
? 酸性pH通過降低微生物豐度來影響ARGs和ARPB的豐度。
腸桿菌科全基因組分析揭示了p1樣噬菌體質(zhì)粒在mcr-1缨伊、tetX4和其他抗生素耐藥基因傳播中的作用
P1樣噬菌體質(zhì)粒(PPs,P1 -like phage-plasmids)是分離病原體的重要基因載體摘刑。在這項研究中，我們對35個ARG陽性p1樣PPs進行了全基因組和跨物種的耐藥性基因(ARG)分析刻坊。LS-BSR分析顯示P1-like PPs共有7個高變異區(qū)域枷恕，攜帶48種不同的ARG亞型。最常見的基因組是粘菌素抗性基因mcr-1和1類整合子谭胚。mcr-1的側(cè)翼序列分析表明徐块，其核心簇為“IS30-mcr-1-ORF-IS30”。特別地灾而，我們發(fā)現(xiàn)mcr-1-和blaCTX-M-55共含大型融合p1樣PP蛹锰。此外，檢測到tet(X4)绰疤，側(cè)邊序列表明铜犬，tet(X4)載體簇可以形成更大尺寸的融合質(zhì)粒，通過IS26熱點介導(dǎo)更廣泛的傳播轻庆⊙⒒總的來說，本研究表明p1樣PPs不僅可以在不同區(qū)域轉(zhuǎn)移大量ARG余爆，而且還可以形成更大的p1樣混合pp纷宇，從而增強其傳播耐藥性的能力。
highlight
? ARG陽性p1樣pp具有開放的泛基因組蛾方。
? 七個可變區(qū)域是ARG轉(zhuǎn)移的核心整合地點像捶。
? “IS30-mcr-1-ORF-IS30”是mcr-1陽性p1樣pp的核心簇。
? Tn3-like和IS6-like元素與不同ARG高度相關(guān)桩砰。
? 攜帶tet(X4)-和mcr-1的P1-like PPs可在IS26介導(dǎo)下形成較大的融合PPs拓春。
基因組注釋，泛基因組分析和全基因組系統(tǒng)發(fā)育
用PROKKA v1.11進行基因組組裝的注釋亚隅。使用LS-BSR(大規(guī)模blast評分比)和前面描述的TBLASTN選項硼莽，在35個arg陽性P1樣PP基因組集合中搜索噬菌體P1 (NCBI GenBank登錄NC_005856)的103個開放閱讀框(ORF)。（LS-BSR：一種快速比較細菌基因組之間遺傳含量的方法）
PROKKA生成的GFF文件被用作使用ROARY進行泛基因組分析的輸入文件煮纵，運行選項為-cd 94% -e和-mafft懂鸵。存在于94%基因組以上的基因被歸為核心基因(包括核心基因和軟核基因)偏螺，存在于13% - 94%基因組之間的基因被歸為shell基因，存在于13%基因組以下的基因被歸為cloud基因匆光。隨后套像，利用ROARY對副基因組進行了系統(tǒng)發(fā)育分析。用iTOL對樹狀結(jié)構(gòu)和分子特征進行可視化终息。
metagenome
重復(fù)數(shù)據(jù)刪除提高了微生物組研究中從頭組裝和鳥槍宏基因組的成本效率和產(chǎn)量
在過去的十年中凉夯，宏基因組學(xué)極大地改變了微生物群落的研究。然而采幌，主要在宏基因組DNA測序文庫制備過程中產(chǎn)生的人工重復(fù)reads及其對宏基因組組裝和分箱的影響一直未引起人們的關(guān)注劲够。在這里，我們明確研究了重復(fù)讀取對宏基因組組裝和分箱的影響休傍，基于5組具有不同微生物組復(fù)雜性的代表性宏基因組的分析征绎。我們的研究結(jié)果表明，由于改進了宏基因組組裝的contig長度和覆蓋剖面磨取，重復(fù)數(shù)據(jù)刪除極大地提高了大多數(shù)宏基因組數(shù)據(jù)集的分箱產(chǎn)量(從3.5%到80%)人柿，而對于復(fù)雜度較低的宏基因組(例如人類腸道宏基因組)，重復(fù)數(shù)據(jù)刪除則略微降低了分箱產(chǎn)量忙厌。具體來說凫岖，從生物反應(yīng)器污泥、地表水逢净、湖泊沉積物和森林土壤宏基因組的MEGAHIT組合中分別回收了411個和397個哥放、331個和317個、104個和9個和5個宏基因組組裝基因組(mag)爹土。值得注意的是甥雕，重復(fù)數(shù)據(jù)刪除顯著降低了宏基因組組裝的計算成本，包括運行時間(9.0%至29.9%)和最大內(nèi)存需求(4.3%至37.1%)胀茵∩缏叮總的來說，我們建議在組裝和分箱分析之前去除高復(fù)雜性宏基因組中的重復(fù)reads琼娘，例如本研究中檢測的森林土壤宏基因組峭弟。
Fastp去除重復(fù)序列
使用Fastp (v0.23.1)刪除標準數(shù)據(jù)中的重復(fù)讀取，參數(shù)如下:-dedup -dup_calc_accuracy 3
Nonpareil:一種基于冗余的方法來評估宏基因組數(shù)據(jù)集的覆蓋水平
Guild水平的微生物組特征與COVID-19的嚴重程度和預(yù)后診斷相關(guān)
2019年冠狀病毒病(COVID-19)的嚴重程度與腸道菌群的變化有關(guān)脱拼。然而瞒瘸，腸道微生物組改變與COVID-19預(yù)后之間的關(guān)系仍然不明確。在這里挪拟，我們對入院時收集的300名COVID-19住院患者的糞便樣本進行了基因組分辨宏基因組分析挨务。在2568個高質(zhì)量宏基因組組裝基因組(HQMAG)中击你，冗余分析確定了33個HQMAGS玉组，這些HQMAGS在輕度谎柄、中度和重度/重度組中表現(xiàn)出差異分布。共豐度網(wǎng)絡(luò)分析確定33個HQMAG被組織成兩個相互競爭的Guild惯雳。與Guild 2相比朝巫，Guild 1含有更多的短鏈脂肪酸生物合成基因，而毒性和抗生素耐藥性基因較少石景。根據(jù)兩個Guild的平均豐度差異劈猿，Guild水平微生物組指數(shù)(GMI)將不同嚴重程度組的患者進行分類(平均AUROC[受試者工作曲線下面積]= 0.83)。此外潮孽，年齡矯正的Spearman偏相關(guān)性分析顯示揪荣，入院時GMIs與入院第7天的8項臨床參數(shù)相關(guān)，這些參數(shù)是COVID-19預(yù)后的預(yù)測指標往史。此外仗颈，入院時GMI與危重患者的死亡/出院結(jié)局相關(guān)。我們進一步驗證了GMI能夠在四個獨立的數(shù)據(jù)集中一致地對不同國家的不同COVID-19癥狀嚴重程度的患者進行分類椎例，并將COVID-19患者與健康受試者和肺炎對照組區(qū)分開來挨决。因此，這種基于基因組的Guild級別特征可能有助于早期識別入院時出現(xiàn)更嚴重后果的高危住院COVID-19患者订歪。
一種結(jié)合metagenome脖祈、metaresistome、metareplicome和因果推斷的新方法刷晋，以確定導(dǎo)致生態(tài)失調(diào)的微生物及其抗生素抗性基因庫
利用整個宏基因組數(shù)據(jù)來推斷所有微生物的相對豐度已經(jīng)得到很好的確立盖高。同樣的數(shù)據(jù)可用于確定所有具有環(huán)狀染色體的真細菌類群的復(fù)制率。盡管它們的可用性眼虱，復(fù)制速率剖面(metareplicome)還沒有在微生物組分析中充分利用或舞。另一種相對較新的方法是應(yīng)用因果推理來分析超越相關(guān)性研究的微生物組數(shù)據(jù)。一個新的可擴展的管道被稱為MeRRCI (Metagenome, metaResistome, metaReplicome for Causal inference)蒙幻。MeRRCI結(jié)合了宏基因組(細菌相對豐度)映凳、metaresistome(抗菌基因豐度)和metareplicome(復(fù)制率)的高效計算，并使用貝葉斯網(wǎng)絡(luò)集成了環(huán)境變量(元數(shù)據(jù))進行因果分析邮破。MeRRCI應(yīng)用于嬰兒腸道微生物組數(shù)據(jù)集诈豌，以調(diào)查微生物群落對抗生素的反應(yīng)。我們的分析表明抒和，目前的治療策略有助于早產(chǎn)兒腸道生態(tài)失調(diào)矫渔，允許病原體的增殖。該研究強調(diào)了特定的抗菌耐藥基因摧莽，這些基因可能有助于在各種病原體(肺炎克雷伯菌庙洼、弗氏檸檬酸桿菌、表皮葡萄球菌、細小細孔桿菌和產(chǎn)氣莢膜梭菌)存在的情況下進行指數(shù)細胞分裂油够。這些微生物通常會導(dǎo)致這些嬰兒出現(xiàn)有害的長期后遺癥蚁袭。
MeRRCI:方法主頁
