الجينوميات البيئية

(تم التحويل من Metagenomics)

الجينومات البيئية environmental genomics، هي دراسة المادة الوراثية المستردة مباشرة من العينات الطبيعية. قد يشار إلى هذا المجال الواسع بالميتاجينومات Metagenomics. بينما يعتمد علم الأحياء الدقيقة وتسلسل الجينوم الدقيق وعلم الجينوم على المزارع المستعمرية المستزرعة، فإن التسلسل الوراثي البيئي المبكر يتم على جينات محددة في مستعمرة ما (عادة 16S rRNA gene) لإنتاج لمحة مختصرة عن التنوع في عينة طبيعية ما. كشف هذا العمل عن الغالبية العظمى من التنوع البيئي في الأحياء الدقيقة الذي لم تكشفه الطرق المعتمدة على الزراعة.[1] تستخدم الدراسات الحديثة كلاً من "shotgun" أو تسلسل الموجه بتفاعل الپوليميراز المتسلسل لجمع عينات التجمعات.[2] نظراً لقدرتها على إظهار تنوع حياة الأحياء الدقيقة الذي لم يكن جلياً من قبل، توفر الجينومات البيئية نظرة أعمق على عالم الا؛ياء الدقيقة الذي من شأنه أن يحدث ثورة في فهم العالم الحي بأسره.[3] مع استمرار تدني قيمة تسلسل الدنا، تتيح الجينومات البيئية الآن لعلم بيئة الأحياء الدقيقة التحقق على نطاق أكثر اتساعاً وتفصيلاً عن ذي قبل.

الجينومات البيئية تمكن من دراسة التجمعات الدقيقة مثل تلك الموجودة في هذا التيار الذي يستقبل التصريف الحمضي من منجم الفحم السطحي.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التسمية

التاريخ

 
مخطط تدفق مشروع ميتاجينوم تقليدي.[4]


التسلسل

مقال رئيسي: تسلسل الدنا
 
Environmental Shotgun Sequencing (ESS). (A) Sampling from habitat; (B) filtering particles, typically by size; (C) Lysis and DNA extraction; (D) cloning and library construction; (E) sequencing the clones; (F) sequence assembly into contigs and scaffolds.


المعلوماتية الحيوية

تسلسل ما قبل الفلترة

الجمع

مقال رئيسي: جمع التسلسل


تنبؤ وراثي

مقال رئيسي: تنبؤ وراثي


تنوع الأنواع

مقال رئيسي: تنوع الأنواع

Gene annotations provide the "what", while measurements of species diversity provide the "who".[6] In order to connect community composition and function in metagenomes, sequences must be binned. Binning is the process of associating a particular sequence with an organism.[7] In similarity-based binning, methods such as BLAST are used to rapidly search for phylogenetic markers or otherwise similar sequences in existing public databases. This approach is implemented in MEGAN.[8] Another tool, PhymmBL, uses interpolated Markov models to assign reads.[9] MetaPhlAn and AMPHORA are methods based on unique clade-specific markers for estimating organismal relative abundances with improved computational performances.[10] Recent methods, such as SLIMM, use read coverage landscape of individual reference genomes to minimize false-positive hits and get reliable relative abundances.[11] In composition based binning, methods use intrinsic features of the sequence, such as oligonucleotide frequencies or codon usage bias.[9] Once sequences are binned, it is possible to carry out comparative analysis of diversity and richness.


تكامل البيانات

الجينومات البيئية المقارنة

تحليل البيانات

أيض التجمعات

الميتاترانسكريپتومات


الڤيروسات



. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التطبيقات

قد تؤدي الجينومات البيئية إلى تقدم معرفي في مجموعة واسعة من التخصصات. قد يمكن تطبيقها لحل التحديات العملية في الطب، الهندسة، الزراعة، الاستدامة، وعلم البيئية.[12]

تشخيص الأمراض المعدية

توصيف الميكروبات المعوية

الوقود الحيوي

مقال رئيسي: وقود حيوي
 
Bioreactors allow the observation of microbial communities as they convert biomass into cellulosic ethanol.



المعالجة البيئية

مقال رئيسي: معالجة حيوية

التكنولوجيا الحيوية

الزراعة

علم البيئة

انظر أيضاً

المصادر

  1. ^ Hugenholz, P; Goebel BM; Pace NR (1 September 1998). "Impact of Culture-Independent Studies on the Emerging Phylogenetic View of Bacterial Diversity". J. Bacteriol. 180 (18): 4765–74. PMC 107498. PMID 9733676.
  2. ^ Eisen, JA (2007). "Environmental Shotgun Sequencing: Its Potential and Challenges for Studying the Hidden World of Microbes". PLoS Biology. 5 (3): e82. doi:10.1371/journal.pbio.0050082. PMC 1821061. PMID 17355177.
  3. ^ Marco, D, ed. (2011). Metagenomics: Current Innovations and Future Trends. Caister Academic Press. ISBN 978-1-904455-87-5.
  4. ^ Thomas, T.; Gilbert, J.; Meyer, F. (2012). "Metagenomics - a guide from sampling to data analysis". Microbial Informatics and Experimentation. 2 (1): 3. doi:10.1186/2042-5783-2-3. PMC 3351745. PMID 22587947.
  5. ^ Hug, Laura A.; Baker, Brett J.; Anantharaman, Karthik; Brown, Christopher T.; Probst, Alexander J.; Castelle, Cindy J.; Butterfield, Cristina N.; Hernsdorf, Alex W.; Amano, Yuki; Ise, Kotaro; Suzuki, Yohey; Dudek, Natasha; Relman, David A.; Finstad, Kari M.; Amundson, Ronald; Thomas, Brian C.; Banfield, Jillian F. (11 April 2016). "A new view of the tree of life". Nature Microbiology. 1: 16048. doi:10.1038/nmicrobiol.2016.48. PMID 27572647.
  6. ^ Konopka, A. (2009). "What is microbial community ecology?". The ISME Journal. 3 (11): 1223–1230. doi:10.1038/ismej.2009.88. PMID 19657372.
  7. ^ Kunin, V.; Copeland, A.; Lapidus, A.; Mavromatis, K.; Hugenholtz, P. (2008). "A Bioinformatician's Guide to Metagenomics". Microbiology and Molecular Biology Reviews. 72 (4): 557–578, Table 578 Contents. doi:10.1128/MMBR.00009-08. PMC 2593568. PMID 19052320.
  8. ^ Huson, Daniel H; A. Auch; Ji Qi; Stephan C Schuster (January 2007). "MEGAN Analysis of Metagenomic Data". Genome Research. 17 (3): 377–386. doi:10.1101/gr.5969107. PMC 1800929. PMID 17255551.
  9. ^ أ ب Wooley, J. C.; Godzik, A.; Friedberg, I. (2010). Bourne, Philip E. (ed.). "A Primer on Metagenomics". PLoS Computational Biology. 6 (2): e1000667. doi:10.1371/journal.pcbi.1000667. PMC 2829047. PMID 20195499.
  10. ^ Nicola, Segata; Levi Waldron; Annalisa Ballarini; Vagheesh Narasimhan; Olivier Jousson; Curtis Huttenhower (2012). "Metagenomic microbial community profiling using unique clade-specific marker genes". Nature Methods. 9 (8): 811–814. doi:10.1038/nmeth.2066. PMC 3443552. PMID 22688413.
  11. ^ Dadi, Temesgen Hailemariam; Renard, Bernhard Y.; Wieler, Lothar H.; Semmler, Torsten; Reinert, Knut (2017). "SLIMM: species level identification of microorganisms from metagenomes". PeerJ. 5: e3138. doi:10.7717/peerj.3138. ISSN 2167-8359.
  12. ^ Committee on Metagenomics: Challenges and Functional Applications, National Research Council (2007). The New Science of Metagenomics: Revealing the Secrets of Our Microbial Planet. Washington, D.C.: The National Academies Press. ISBN 0-309-10676-1.

خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Handelsman1998" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Chen2005" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Lane1985" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Pace1985" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Maillet2013" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Fimereli2013" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Pace1991" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Healy1995" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Stein1996" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Beja2000" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Tyson2004" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Breitbart2002" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Hugenholz2002" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Poinar2005" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Edwards2006" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "rodrigue2010" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "schuster2008" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "nmeth2009" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Burton2014" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "hess2011" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "qin2011" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "MEGAN2011" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "benson2013" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "bazinet2012" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "ounit2015" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "pagani2011" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Meyer2008" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "markowitz2012" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "mitra2011" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "kurokawa2007" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "simon2009a" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "simon2011" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "werner2011" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "mcinerney2009" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "kiltgord2011" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "leininger2006" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Kristensen" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Venter2004" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "yooseph2010" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "zimmer2010" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "NelsonWhite" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "li2009" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "jaenicke2011" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "suen2010" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "george2010" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "booklet2007" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "wong2010" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "schloss2003" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "Zhu2010" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "kakirde2010" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "parachin2011" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "paulson2013" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "segata2013" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "jansson2011" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "vogel2009" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.
خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "terra" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.

خطأ استشهاد: الوسم <ref> ذو الاسم "charles2010" المُعرّف في <references> غير مستخدم في النص السابق.

وصلات خارجية