खाद्य उत्पादनमा प्रयोग हुने ब्याक्टेरियाको जीनोम विश्लेषणका लागि उच्च-थ्रुपुट पाइपलाइन

A Bacillus subtilis परम्परागत भारतीय किण्वित खानाबाट पृथक गरिएको bekang जापानी natto स्ट्रेनहरूबाट फाइलोजेनेटिक रूपमा भिन्न छ तर सहायक जीनहरूको नजिकबाट सम्बन्धित सेट साझा गर्दछ। यस अध्ययनले खाद्य उत्पादनमा प्रयोग हुने ब्याक्टेरियाका लागि एक कुशल तुलनात्मक-जीनोमिक्स पाइपलाइन पनि प्रस्तुत गर्‍यो।

Bacillus subtilis खाना किण्वनमा प्रयोग गरियो, अध्ययनले प्रारम्भमा 55 जीनोमहरू सङ्कलन गर्‍यो र यसको प्रमुख प्यान्जेनोम र तुलनात्मक-जीनोमिक्स विश्लेषणहरूको लागि 42 गुणस्तर-नियन्त्रित, लगातार एनोटेट स्ट्रेनहरू प्रयोग गर्‍यो।

पृष्ठभूमि र मुख्य निष्कर्ष

एक सामान्य सिंहावलोकन र यस खोज पछिको कथाको लागि, कृपया निम्न लिङ्कहरू हेर्नुहोस्:

• Press Release: Japanese “Natto” and Indian Traditional Food “Bekang” Bacteria: Genetically “Strangers” yet “Identical Twins”!?
• अनुसन्धान कथा: विश्वव्यापी "Natto" जडान: कसरी म्यान्मारमा सिमीको कचौराले जीनोमिक खोजलाई जगायो (स्प्रिंगर नेचर रिसर्च कम्युनिटीहरू)

मुख्य विश्लेषणले 26 जापानी natto लाई संकीर्ण-सेन्स natto समूहको रूपमा परिभाषित गरेको छ। भारतीय परम्परागत खाना bekang (Food_IND_1) बाट एक अलग कोर-जीनोम फाइलोजेनीमा natto क्लेडको बाहिर राखिएको थियो तर सहायक-जीन उपस्थिति/अनुपस्थितिमा आधारित Jaccard दूरीमा यसको सबैभन्दा नजिकको कार्यात्मक छिमेकी थियो। 27 स्ट्रेनहरू सँगै एक व्यापक अर्थ natto समूहको रूपमा तुलना गरिएको थियो। क्षैतिज जीन स्थानान्तरण (HGT) र चयनात्मक अवधारण प्रशंसनीय व्याख्याहरू हुन्, यहाँ प्रत्यक्ष रूपमा प्रदर्शन गरिएका मेकानिजमहरू होइनन्। कार्यात्मक व्याख्याहरू मुख्यतया एनोटेसन र संवर्धन विश्लेषणहरूमा आधारित थिए, धेरै bekang आइसोलेट्सको प्रत्यक्ष फेनोटाइपिङ होइन; bekang तुलना n=1 केस स्टडी हो।

तुलनात्मक-जीनोमिक्स कार्यप्रवाह

तुलनात्मक-जीनोमिक्स कार्यप्रवाहले सार्वजनिक-डेटा अधिग्रहण, जीनोम असेंबली, गुणस्तर नियन्त्रण, र प्यान्जेनोम विश्लेषण र फाइलोजेनी र जीन सामग्रीको तुलनाको साथ एनोटेसनलाई एकीकृत गर्दछ।

• डाटा तयारी: सार्वजनिक कच्चा पढ्ने र जीनोम रेकर्डहरू लगातार असेंबली, गुणस्तर नियन्त्रण, र एनोटेसन मार्फत प्रशोधन गरिएको थियो।
• फाइलोजेनी र जीन सामग्रीको तुलना: कोर-जीनोम फाइलोजेनीलाई सहायक-जीन उपस्थिति/अनुपस्थितिमा आधारित Jaccard-दूरी क्लस्टरिङसँग जोडिएको थियो।
• उम्मेदवार-भिन्नता विश्लेषण: सिन्टेनी, फाइलोजेनेटिक नेटवर्कहरू, र समूह-विशिष्ट जीनहरू उम्मेद्वार भिन्नताहरू जस्तै indels, transposons, जीन डुप्लिकेशनहरू, र truncations तुलना गर्न जाँच गरियो।

प्रमाण र सम्भावित अनुप्रयोगहरूको दायरा

प्रमाणहरूले जीनोमिक सम्बन्ध र candidate genes पहिचान गर्छन्। यसलाई उत्पादन कार्यसम्पादन, स्वाद, सुरक्षा वा गुणस्तर नियन्त्रणमा लागू गर्न phenotyping, fermentation experiments, reproducibility testing र उत्पादन वातावरणमा validation आवश्यक हुन्छ।

• सम्भावित प्रयोग: कार्यप्रवाहले तनाव तुलनाहरूलाई समर्थन गर्न सक्छ र जीन वा जीन सेटहरूको बारेमा परिकल्पनाहरू उत्पन्न गर्न सक्छ जुन फेनोटाइपहरूसँग सम्बन्धित हुन सक्छ।
• प्रमाणीकरण आवश्यक छ: यसले सीधै स्ट्रेन प्रदर्शन, उत्पादनको गुणस्तर, वा अनुक्रम डेटाबाट मात्रै प्रदूषणको निदान गर्दैन; प्रयोगात्मक र निर्माण-स्तर प्रमाणीकरण आवश्यक छ।

सारांश

कोर-जीनोम फाइलोजेनीलाई सहायक-जीन कम्पोजिसनसँग संयोजन गरेर, अध्ययनले उच्च-थ्रुपुट तुलनात्मक-जीनोमिक्स कार्यप्रवाह प्रस्तुत गर्दछ जसले फाइलोजेनेटिक रूपमा फरक B. सब्टिलिस स्ट्रेनहरू बीच समानताहरू पत्ता लगाउँदछ। bekang परिणाम एक n=1 केस स्टडी हो, र यसको कार्यात्मक परिकल्पनाहरूलाई थप प्रमाणीकरण चाहिन्छ।