Gıda üretiminde kullanılan bakterilerin genom analizi için yüksek verimli iş akışı

Geleneksel Hint fermente gıdası bekang'den izole edilen bir Bacillus subtilis suşu, Japon natto suşlarından filogenetik olarak farklıdır ancak yakından ilişkili bir aksesuar gen kümesini paylaşır. Bu çalışma aynı zamanda gıda üretiminde kullanılan bakteriler için etkili bir karşılaştırmalı genomik hattı da sundu.

Gıda fermantasyonunda kullanılan Bacillus subtilis'deki çeşitliliği incelemek için, çalışma başlangıçta 55 genom topladı ve ana pangenom ve karşılaştırmalı genomik analizleri için kalite kontrollü, tutarlı şekilde açıklamalı 42 suş kullandı.

Arka Plan ve Ana Bulgular

Genel bir bakış ve bu keşfin arkasındaki hikaye için lütfen aşağıdaki bağlantılara bakın:

• Press Release: Japanese “Natto” and Indian Traditional Food “Bekang” Bacteria: Genetically “Strangers” yet “Identical Twins”!?
• Araştırma Hikayesi: Küresel "Natto" Bağlantısı: Myanmar'daki Bir Kase Fasulye Genomik Keşfi Nasıl Ateşledi (Springer Doğa Araştırma Toplulukları)

Temel analiz, 26 Japon natto izolatını dar anlamda natto grubu olarak tanımladı. Geleneksel Hint yemeği bekang'den (Food_IND_1) bir izolat, çekirdek genom filogenisinde natto sınıfının dışında yer alıyordu ancak aksesuar gen varlığı/yokluğuna dayalı Jaccard mesafesine göre en yakın fonksiyonel komşusuydu. 27 suş birlikte geniş anlamda bir natto grubu olarak karşılaştırıldı. Yatay gen transferi (HGT) ve seçici alıkoyma makul açıklamalardır; burada doğrudan gösterilen mekanizmalar değildir. İşlevsel yorumlar, birden fazla bekang izolatının doğrudan fenotiplenmesine değil, temel olarak açıklama ve zenginleştirme analizlerine dayanıyordu; bekang karşılaştırması bir n=1 vaka çalışmasıdır.

Karşılaştırmalı genomik İş Akışı

Karşılaştırmalı genomik iş akışı, kamuya açık veri toplama, genom birleştirme, kalite kontrol ve açıklama ekleme işlemlerini pangenom analizi ve filogeni ve gen içeriği karşılaştırmalarıyla birleştirir.

• Veri hazırlama: Herkese açık ham okumalar ve genom kayıtları tutarlı derleme, kalite kontrol ve açıklama yoluyla işlendi.
• Filogeni ve gen içeriğinin karşılaştırılması: Çekirdek genom filogenisi, aksesuar gen varlığı/yokluğuna dayalı Jaccard mesafe kümelemesi ile birleştirildi.
• Aday fark analizi: Senteni, filogenetik ağlar ve gruba özgü genler, indeller, transpozonlar, gen kopyaları ve kesilmeler gibi aday farklılıkları karşılaştırmak için incelendi.

Kanıt Kapsamı ve Potansiyel Uygulamalar

Kanıtlar genomik ilişkileri ve aday genleri tanımlıyor. Bunu üretim performansına, lezzete, güvenliğe veya kalite kontrolüne uygulamak, fenotiplemeyi, fermantasyon deneylerini, tekrarlanabilirlik testlerini ve üretim ayarlarında doğrulamayı gerektirir.

• Potansiyel kullanım: İş akışı, tür karşılaştırmalarını destekleyebilir ve fenotiplerle ilişkilendirilebilecek genler veya gen kümeleri hakkında hipotezler oluşturabilir.
• Doğrulama gerekli: Gerinim performansını, ürün kalitesini veya kontaminasyonu yalnızca sekans verilerinden doğrudan teşhis etmez; deneysel ve üretim düzeyinde doğrulama gereklidir.

Özet

Çekirdek genom filogenisini aksesuar gen bileşimiyle birleştiren bu çalışma, filogenetik olarak farklı B. subtilis suşları arasındaki benzerlikleri tespit eden yüksek verimli bir karşılaştırmalı genomik iş akışı sunuyor. bekang sonucu n=1 vaka çalışmasıdır ve işlevsel hipotezlerinin daha fazla doğrulanması gerekir.