Метагеном на средиземноморския дълбок максимум хлорофил, получен от директната и фосмидната библиотека
субекти
абстрактно
Въведение
Резултати
Общи характеристики на последователността, генерирана от двата подхода
И двете 454 пиросеквенционни плочи осигуриха близо 1 милион четения. Средната дължина на четенията е по-малка в набора от данни на DS (260 bp), отколкото в обединената фосмидна плоча (358 bp). Почти четвърт от данните за последователността, получени от фосмидите, съответстват на вектора, така че количеството данни за последователността на околната среда от двата набора от данни е сходно (приблизително 312 Mbp за DS и 325 Mbp за фосмидите). Фигура 1 показва кривата на разпределение на GC% на отделните процеси на четене в наборите от данни, заедно с GOS набор от данни, който съдържа последователности от подобен диапазон на размера на филтъра (0,1–3 μm) като нашия (GS001b и GS001c). Наборът от данни на DS ясно показва пик при приблизително 34% GC и е много подобен на GOS разпределението на пробата. От друга страна, показанията на DCM на фосмидите са имали два пика с подобна височина при 35% и 52%. В действителност, както в DS, така и в GOS парцелите, има леко рамо към стойността на високия GC пик на фосмида. Следователно ДНК с това GC съдържание също присъства в двата набора от данни, но изглежда обогатена във фосмидите. Подобни двупикови GC диаграми също са описани за BAC библиотеки (Feingersch и Béjà, 2009) и могат да отразяват клонирането.
GC% разпределение на генерираните последователности. Синьо: Всички четения са от записа на DS (Direct Sequencing). зелено: всички резултати, получени чрез секвениране на фосмидите след отстраняване на векторната последователност; червено: отчита от пробата GOS Sargasso Sea Hydrostation S (0, 1–0, 8 и 0, 8–3, 0 μm комбинирани); Оранжеви ленти: Чете от фосмиди, които имат поне едно попадение в набора от данни на DS (Direct Sequencing). Черни линии: Чете от фосмиди, които нямат попадение в набора от данни на DS (Директно секвениране).
Структура на общността
Индивидуални четения
( а ) Класификация на DCM-DS четения с помощта на RDP (16S) и LSU бази данни (23S). ( б, ° С ) Сравнение на двата набора от данни, директно пиросеквениране (DS) и фосмидно секвениране, като се използва BLASTN на отчитанията срещу нуклеотидната база данни NT + 1000, дизайн на микробни геноми, класифицирани с помощта на MEGAN. Отляво надясно: Класификация на ниво Царство, Класификация на бактериалните показания и Класификация на протеобактериалните показания.
1% от протеобактериалните четения). Филогенетичният профил за набора от данни DS също беше изследван, използвайки базата данни на подсистемата SEED, достъпна чрез сървъра MG-RAST (Meyer et al., 2008). Получените резултати са подобни (допълнителна фигура S1) на описаните по-горе. Таксономичен преглед на последователностите, които са общи за двата набора от данни, може да се намери в допълнителна таблица Т3.
Съединени последователности
Количеството последователност, което може да се събере от двата набора от данни, е описано в допълнителна таблица 1. От DS пиросеквенцията само пет контига са по-големи от 3 kb (най-големият е 4 4.4 kb). Две от тях очевидно принадлежат на P. marinus subsp. Пасторис. Сходството и синтетичността бяха толкова високи, че фрагментите можеха да бъдат определени на ниво ствол (> 98% идентичност на нуклеотидите). Други съединения, съдържащи съединения, съдържат гени, които са подобни на гените на цианофагите, по-специално фаговете Prochlorococcus PSSM2 и фазите Synechococcus S-PM2 и syn9, макар и с много по-малко сходства. Всички те са големи геномни миовируси. PSSM2 е изолиран от адаптиран към слаба светлина P. marinus NATL1A, S-PM2 от Synechococcus WH7803 и syn9 от Synechococcus WH8012, но също така е известно, че заразява Prochlorococcus (Sullivan et al., 2006).
Както се очакваше, Fosmide достави много големи контиги с общо 8,8 MB, които бяха съставени в 1287 контига с повече от 3 kB (в сравнение с само 18 kB, съставени от DS). Имаше обаче само 55 контига от набора от данни за фосмиди над 20 kb, което съответстваше на очаквания размер на вмъкването на фосмид. Това предполага, че броят на използваните фосмиди е твърде голям, за да се постигне адекватно и балансирано покритие за повечето. Независимо от това, големият размер на фосмидните контиги е изгоден, например, за идентифициране на микроби, тъй като консенсус може да бъде получен от повече от един ген. Успяхме да зададем със сигурност почти всички композитни фосмидни последователности> 10 kb, тъй като по-малките последователности често дават противоречиви или ненадеждни задания. Отсега нататък се ограничаваме до 197 съставени фосмидни последователности> 10 kb.
(Отгоре) Археален фосмид с генил геранилглицерил фосфат синтаза ген и протеорходопсин гени (MedDCM-OCT-S08-C16). Всички немаркирани гени са хипотетични. (Отдолу) Филогенетично дърво на всички родопсини, идентифицирани в набора от данни на DCM DS.
Някои фосмиди могат да бъдат ясно определени за определени бактерии, например бактерията Ellin514 (3 фосмида), морската γ-протеобактерия HTCC2207 (1 фосмид), Opitutus terrae (Verrumicrobium, 1 фосмид), Blastopirellula marina DSM 3645 (1 фосмид), морският - Proteobacterium HTCC2143 (1 фосмид) и други (общо 33 фосмида). Candidatus Pelagibacter явно е получил само един фосмид, който според анализа на 16S рРНК на DS би трябвало да бъде най-често срещаната бактерия. Това отново показва лошото клониране на геномни фрагменти от този микроб (Temperton et al., 2009).
И накрая, редица фосмиди с много малка прилика могат да бъдат приписани на еукариотни клетки (24), някои от които съдържат гени, които са последователно свързани с диатома Thalassiosira pseudonana CCMP1335 и зелената водорасло Ostreococcus lucimarinus CCE9901, което еукариотите отново потвърждават наличието на този фотосинтез във фракцията 5–0,2 μm (подробно анотиране на композитните фосмидни последователности виж Допълнителен файл F2).
Набиране на индивидуален геном
Набирането на DS чете за пълни геноми. Във вложките са схемите за набиране на двата най-рекрутиращи генома на P. marinus subsp. Pastoris MED4 и Candidatus Pelagibacter sp. HTCC7211. Линиите в кривите за набиране показват степента на 96% идентичност на нуклеотидите.
В допълнение към микробните геноми, ние също наехме DCM-DS последователностите срещу всички налични морски фагови геноми. Максималният брой отчитания е бил ясно набран от цианофаги, които са заразили Prochlorococcus и Synechococcus (вж. Допълнителна таблица T4), докато други фагови геноми, например от Roseobacter phages или Vibrio phages, не са набирали никакви показания.
Физиология и екология
Сравнихме нашите набори от данни с GOS станциите, които обхващат широк спектър от географски и екологични местоположения, въпреки че всички проби идват близо до повърхността (Rusch et al., 2007).
GOS проба GS122a, събрана в Индийския океан между Южна Африка и Мадагаскар, беше най-подобна на нашата проба (Фигура 5). Следващите две проби идват от Саргасово море. Повърхностната температура в този момент (20 ° C) съответства на средната повърхностна температура в Средиземноморския регион. Въпреки че нямаме конкретни данни, можем да предположим, че южноафриканското местоположение също има сезонен DCM, докато повечето от пробите от GOS идват от тропически води или богати на хранителни вещества студени води на източното северноамериканско крайбрежие. В този случай това сходство може да се обясни със сезонния характер на DCM на тези места. Тъй като пробата е взета през австралийската зима (септември), стратификацията вероятно ще бъде загубена и жителите на DCM ще бъдат близо до повърхността.
Сравнение на четенията на DCM-DS с наборите от данни на GOS Open Ocean (минимална идентичност 95%, дължина 25 bp). Показват се първите 10 примера. Географската ширина, дължина, концентрация на хлорофил, температура и датата на вземане на пробата се показват над лентата за всяка проба.
Различното генно съдържание, открито с GS122a, може до голяма степен да бъде проследено до гените за домакинство на археите (археални термозоми, археален флагел) (вж. Допълнителен файл F1), което се дължи на увеличеното археално присъствие в DCM на Средиземно море. В допълнение, сравнението на DCM с повърхностните проби от GOS (включително пробите от езерото Саргасо) също показа повишеното археално присъствие в DCM в сравнение с повърхността.
Интересното е, че гените, участващи в транспорта и регулирането на фосфатите, са сред гените, които са най-свръхпредставени в DCM в сравнение с повърхността. Те включват периплазмения фосфатно свързващ протеин pstC и други членове на регуланта на поглъщане на фосфати (PhoB, pstA, pstB). Средиземно море е известно с това, че е с фосфатни ограничения и има по-високо съотношение на неорганичен азот към фосфат (Krom et al., 1991).
За да анализираме дали това всъщност отразява недостига на фосфати, сравнихме нашия набор от данни с няколко метагеномни набора от данни за саргасоза (с ниско съдържание на фосфат), както и няколко проби с богата на хранителни вещества GOS (Мейнския залив, заливът на Фънди) GOS пробите на Sargasso не показват разлики в присъствието на гени, свързани с поглъщането на фосфати, но богатите на хранителни вещества проби показват значителна разлика, подобна на сравнението между GS122a и DCM (допълнителен файл F1). Не открихме разлики в гените за използване на фосфонати, както показват предишни проучвания в Източното Средиземноморие (Feingersch et al., 2010).
Типична характеристика на геномите на микробите от афотичната зона е липсата на UVR гени, които участват в възстановяването на ДНК чрез фотореактивация. Не открихме разлика между броя на UVR гените в повърхността и DCM. Въпреки това, една от най-свръхпредставените подсистеми в GOS повърхностните проби в сравнение с DCM беше универсалното семейство на стрес протеини. Това е древно, широко разпространено и запазено семейство протеини, за които е известно, че се експресират при различни видове физиологичен стрес, като топлинен стрес, хранителни дефицити и увреждане на ДНК (Kvint et al., 2003). Значително по-лошото представяне на тези гени в общността на DCM показва, че въпреки ежегодните събития на смесване, техните обитатели живеят в по-постоянна среда, която е по-малко засегната от колебанията на околната среда, отколкото на повърхността.
дискусия
Съвет на редактора
In situ рак на гърдата и микрохимеризъм
Теми, рак на гърдата, епидемиология на рака, профилактика на рака Имуноредактиране Резюме Микрохимерни клетки от фетален произход, които остават в майчиното кръвообращение след раждането, са свързани със защита срещу инвазивен рак на гърдата. Тук, като се използват количествени геномни методи, се изследва наличието на мъжки фетален микрохимеризъм в клетки с многослойна обвивка от жени с анамнеза за рак на гърдата in situ (CIS) и при здрави контроли. Бъда
Отрицателна регулация на автофагията
Теми Автофагия, клетъчна сигнализация Хомеостаза Резюме Автофагията е еволюционно запазен катаболен процес, при който цитоплазматичните компоненти се дефагинират и разграждат чрез автофагозомелизозомна пътека. Автофагията действа като контрол на качеството на клетъчната среда и е замесена в голямо разнообразие от патологични състояния. A
Насърчаване на възстановяването на ДНК чрез ядрено IKKβ фосфорилиране на ATM в отговор на генотоксични стимули
Проблеми, рак, увреждане на ДНК и възстановяване Резюме Ataxia-telangiectasia muted (ATM) е една от ключовите молекули, участващи в клетъчния отговор на увреждане на ДНК. Част от активирания ATM се изнася от клетъчното ядро в цитоплазмата, където активира сигналния път на I kappa B киназа/ядрен фактор kappa B (IKK/NF-κB). То
Екранът за фосфорилиране на H2AX на клетки от чувствителни на радиация пациенти с рак показва нов ДНК двуверижен клетъчен фенотип за възстановяване
Теми, Рак Двуверижни разкъсвания на ДНК Генетични маркери, лъчева терапия Тази статия е актуализирана Абстрактна справка: Приблизително 1–5% от пациентите с рак изпитват значителни нормални тъканни реакции към лъчева терапия (RT). Понастоящем е невъзможно да се предскаже как нормалната тъкан на повечето пациенти ще реагира на RT. Д.
Индуцираната от пазопаниб хипербилирубинемия е свързана със синдрома на Gilbert UGT1A1 полиморфизъм
Теми, генетични вариации, метаболитни нарушения, фармакокинетика, бъбречно-клетъчен карцином Абстрактна справка: Пазопаниб показва клинична ефективност срещу няколко вида тумори и обикновено се понася добре. Наблюдавани са обаче изолирани увеличения на трансаминазите и билирубина. Д.
Ядрено-магнитен резонансният контрастен агент гадотеридол увеличава разпределението на rAAV1 в хипокампуса на плъхове
Субекти, Доставка на гени Хипокампус Вирусни вектори Абстрактни Контрастни агенти обикновено се използват в комбинация с ядрено-магнитен резонанс (ЯМР) за наблюдение на разпределението на молекулите в мозъка. Последните експерименти в нашата лаборатория показаха, че съвместното вливане на рекомбинантен аденоасоцииран вирус серотип 5 (rAAV5) и ЯМР контрастно вещество гадотеридол (Gd) увеличава векторната трансдукция в стриатума на плъх. The