植物生成-代谢双向单细胞基因组学解剖和采矿生态系统功能由FISH-scRACS-seqq
Xiaoyan Jing1,2,3,4, Yanhai Gong1,2,3,4, Zhidian Diao1,2,3,4
1Single-Cell Center, CAS Key Laboratory of Biofuels, Qingdao Institute of BioEnergy and Bioprocess Technology, Chinese Academy of Sciences, Qingdao 266000, China.
一种新的单细胞基因组学方法,FISH-scRACS-seq,可以直接从环境样本中识别微生物功能和基因组. 这种方法在γ-蛋白质细菌中发现了新的环素降解酶,进步了我们对微生物新陈代谢的理解.
科学领域:
- 微生物生态学 微生物生态学
- 基因组学就是基因组学.
- 代谢学 代谢学 代谢学
背景情况:
- 微生物组范围的关联研究 (MWAS) 识别了生态系统特征的微生物标记物,但功能机制和个体基因组仍然难以确定.
- 验证*in situ*代谢活动并将其与特定的基因组联系起来,是微生物研究中的一个重大障碍.
研究的目的:
- 开发和验证一种新的单细胞基因组学方法,用于剖析微生物功能并将其与特定的基因组联系起来.
- 为了确定在污染的海水中负责环素降解的特定酶和生物.
主要方法:
- 引入光在位混合导向的单细胞拉曼激活分类和测序 (FISH-scRACS-seq),一种细胞生成-代谢双向单细胞基因组学方法.
- FISH-scRACS-seq能够直接定位目标种群,通过拉曼光谱对*in situ*代谢功能进行分析,对具有特定代谢活动的细胞进行分类,并生成高覆盖率的单细胞基因组.
- 将FISH-scRACS-seq应用于被环素污染的海水中,以识别和测序活性降解环素的γ-蛋白细菌.
主要成果:
- FISH-scRACS-seq成功识别和分类了积极降解环素的γ-蛋白质细菌细胞 *in situ*.
- 一个单个*Pseudoalteromonas fuliginea*细胞的全基因组测序揭示了一种新的三组分细胞染色体P450系统.
- 这种新发现的系统被证实在体外*将环素转化为环醇,代表了以前未知的环素降解途径和生物群.
结论:
- FISH-scRACS-seq是一种强大且普遍适用的方法,用于在单细胞分辨率下剖析微生物功能.
- 该研究揭示了具有生态相关性的新型酶,途径和基因组,特别是确定了新的环素降解剂.
- 这种方法显著提高了挖掘微生物群功能的能力,并了解生态重要生物体的细胞活动.
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