အစားအစာထုတ်လုပ်မှုတွင် အသုံးပြုသော ဘက်တီးရီးယားများ၏ ဂျီနိုမ်ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုအတွက် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် ပိုက်လိုင်း

အိန္ဒိယရိုးရာ အချဉ်ဖောက်အစားအစာ ဘီကန်မှ ခွဲထုတ်ရရှိသော Bacillus subtilis ဘက်တီးရီးယားမျိုးကွဲသည် ဂျပန် နတ်တိုဘက်တီးရီးယားမျိုးကွဲများနှင့် မျိုးရိုးဆက်နွယ်မှုအရ ကွဲပြားသော်လည်း အလွန်နီးစပ်သည့် အပိုမျိုးဗီဇအစုကို မျှဝေထားသည်။ ဤလေ့လာမှုသည် အစားအစာထုတ်လုပ်မှုတွင် အသုံးပြုသော ဘက်တီးရီးယားများအတွက် ထိရောက်သည့် နှိုင်းယှဉ်ဂျီနိုမစ် ပိုက်လိုင်းတစ်ခုကိုလည်း တင်ပြခဲ့သည်။

အစားအစာအချဉ်ဖောက်လုပ်ငန်းတွင် အသုံးပြုသည့် Bacillus subtilis ၏ ကွဲပြားမှုကို လေ့လာရန် genomes 55 ခုကို အစတွင် စုဆောင်းခဲ့ပြီး quality control နှင့် တစ်ပြေးညီ annotation ပြုလုပ်ပြီးနောက် strains 42 ခုကို အဓိက pangenome analysis နှင့် comparative-genomics analysis တွင် အသုံးပြုခဲ့သည်။

နောက်ခံနှင့် အဓိကတွေ့ရှိချက်များ

လေ့လာမှုအကျဉ်းချုပ်နှင့် ရှာဖွေတွေ့ရှိမှု၏ နောက်ခံအကြောင်းအရာကို အောက်ပါလင့်ခ်များတွင် ဖတ်ရှုနိုင်သည်။

• Press Release: Japanese “Natto” and Indian Traditional Food “Bekang” Bacteria: Genetically “Strangers” yet “Identical Twins”!?
• သုတေသနနောက်ခံဆောင်းပါး: The Global "Natto" Connection: How a Bowl of Beans in Myanmar Sparked a Genomic Discovery (Springer Nature Research Communities)

အဓိကခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုတွင် ဂျပန် natto isolates 26 ခုကို narrow-sense natto group ဟု သတ်မှတ်ခဲ့သည်။ အိန္ဒိယရိုးရာအစားအစာ bekang မှ isolate တစ်ခုတည်း (Food_IND_1; n=1) သည် core-genome phylogeny တွင် natto clade အပြင်ဘက်၌ ရှိသော်လည်း accessory-gene presence/absence အပေါ်အခြေခံသည့် Jaccard distance အရ ၎င်း၏ အနီးဆုံး functional neighbor ဖြစ်သည်။ ထို isolate ပါဝင်သည့် strains 27 ခုကို broad-sense natto group အဖြစ် နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်။ Horizontal gene transfer (HGT) နှင့် selective retention တို့သည် ဖြစ်နိုင်သည့် ရှင်းလင်းချက်များသာဖြစ်ပြီး ဤသုတေသနတွင် တိုက်ရိုက်သက်သေပြထားသည့် mechanisms မဟုတ်ပါ။ Functional interpretation သည် အဓိကအားဖြင့် annotation နှင့် enrichment analysis ပေါ် မူတည်ပြီး bekang isolates များစွာ၏ direct phenotyping မဟုတ်ပါ။

Comparative-genomics workflow

ဤ comparative-genomics workflow သည် public data ရယူခြင်း၊ genome assembly၊ quality control နှင့် annotation မှ pangenome analysis၊ phylogeny နှင့် gene-content comparison အထိ ပေါင်းစပ်ထားသည်။

• Data preparation: public raw reads နှင့် genome records ကို တစ်ပြေးညီ assembly၊ quality control နှင့် annotation လုပ်ငန်းစဉ်ဖြင့် ပြင်ဆင်ခဲ့သည်။
• Phylogeny နှင့် gene content: core-genome phylogeny ကို accessory-gene presence/absence အပေါ်အခြေခံသော Jaccard-distance clustering နှင့် ပေါင်းစပ်ခဲ့သည်။
• Candidate differences: synteny၊ phylogenetic networks နှင့် group-specific genes ကို လေ့လာပြီး indels၊ transposons၊ gene duplications နှင့် truncations ကဲ့သို့သော ကွာခြားချက်များကို နှိုင်းယှဉ်ခဲ့သည်။

အထောက်အထား၏ အကန့်အသတ်နှင့် အသုံးချနိုင်မှု

ရရှိသောအထောက်အထားသည် genomic relationships နှင့် candidate genes ကို ခွဲခြားသတ်မှတ်ပေးသည်။ ထုတ်လုပ်မှုစွမ်းဆောင်ရည်၊ အရသာ၊ ဘေးကင်းရေး သို့မဟုတ် quality control တွင် အသုံးချရန် phenotyping၊ fermentation experiments၊ reproducibility testing နှင့် manufacturing-site validation လိုအပ်သည်။

• အသုံးချနိုင်မှု: strain comparison နှင့် phenotype နှင့် ဆက်စပ်နိုင်သည့် candidate genes အတွက် hypotheses ဖော်ထုတ်ရာတွင် အထောက်အကူပြုနိုင်သည်။
• လိုအပ်သောအတည်ပြုမှု: sequence data တစ်ခုတည်းဖြင့် strain performance၊ product quality သို့မဟုတ် contamination ကို တိုက်ရိုက်မသတ်မှတ်နိုင်ပါ။ စမ်းသပ်ချက်နှင့် manufacturing-level validation လိုအပ်သည်။

အနှစ်ချုပ်

Core-genome phylogeny နှင့် accessory-gene composition ကို ပေါင်းစပ်ခြင်းဖြင့် phylogenetically distinct B. subtilis strains များကြား ဆင်တူမှုကို ရှာဖွေနိုင်သည့် high-throughput comparative-genomics workflow ကို ဤသုတေသနက တင်ပြသည်။ Bekang ရလဒ်သည် n=1 case study ဖြစ်ပြီး functional hypotheses များကို ထပ်မံစစ်ဆေးရန်လိုသည်။