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全球海洋微生物多样性及其在生物勘探中的潜力
Global marine microbial diversity and its potential in bioprospecting
摘要
过去二十年，从海洋系统中检索到的微生物基因组数量显著增加。然而，将这种海洋基因组多样性转化为生物技术和生物医学应用仍然具有挑战性。本研究从公开的海洋宏基因组中重建了43,191个细菌和古菌基因组，涵盖了138个不同的门，重新定义了海洋细菌基因组大小的上限，并揭示了CRISPR-Cas系统与抗生素抗性基因存在之间的复杂权衡。对这些海洋基因组的计算机生物勘探发现了一种新型CRISPR-Cas9系统、十种抗菌肽和三种降解聚对苯二甲酸乙二醇酯的酶。体外实验证实了它们的有效性和功效。这项工作提供了证据，表明全球尺度的测序计划增进了我们对海洋微生物多样性如何演化及维持的理解，并展示了如何可持续地利用这些计划来推动生物技术和生物医学的发展。
实验方法
产品清单
| 名称 | 品牌 | 货号 |
|---|---|---|
| sratoolkit | -- | v2.10.8 |
| SOAPnuke | -- | v1.5.6 |
| megahit | -- | v1.1 |
| MetaWRAP | -- | v1.1.5 |
| CheckM | -- | v1.0.12 |
| dRep | -- | v2.6.2 |
| GTDB-Tk | -- | v2.1.1 |
| FastTree | -- | v2.1.10 |
| iTOL | -- | v5.0 |
| Prokka | -- | v1.14.6 |
| InterProScan | -- | v5.0 |
| RGI | -- | v5.2.0 |
| CRISPRCasTyper | -- | v1.6.1 |
| AcaFinder | -- | -- |
| MobileElementFinder | -- | v1.1.2 |
| AlphaFold2 | -- | v2.3.0 |
| RNA提取试剂盒 | Tiangen | -- |
| MGIEasy小RNA文库制备试剂盒 | MGI | -- |
| DNBSEQ-G400测序仪 | -- | -- |
| T7 RNA聚合酶 | Invitrogen | AM1354 |
| Lipofectamine 3000试剂盒 | Invitrogen | -- |
| Countstar Rigel S2 | Countstar | -- |
| TIANamp基因组DNA试剂盒 | Tiangen | DP304 |
| Nanodrop | -- | -- |
| PrimeSTAR GXL DNA聚合酶 | TAKARA | -- |
| MGIEasy无PCR文库制备套装 | MGI | -- |
| antiSMASH | -- | v5.0 |
| BiG-SLiCE | -- | v1.1.0 |
| iNEXT | -- | v2.0.20 |
| DIAMOND | -- | v0.8.23.85 |
| MUSCLE | -- | v3.8.31 |
| MAFFT | -- | v7.407 |
| SignalP | -- | v5.0b |
| ClustalW | -- | -- |
| MEGA X | -- | -- |
| ESPript | -- | v3.0 |
| GraphPad Prism | -- | v9.5.1 |
| 高效液相色谱仪 | -- | -- |
| 电子显微镜 | Zeiss | Crossbeam550 |
| 临界点干燥仪 | Leica | EM CPD300 |
| 溅射镀膜仪 | Cressington | 108 |
| 场发射扫描电子显微镜 | FEI | Quanta FEG 250 |
| MetaGeneMark | -- | v3.38 |
| MMseqs2 | -- | v12.113e3 |
| kofamscan | -- | v1.3.0 |