華大參與：復雜宏基因組數據的新分析法

　　當前分析宏基因組數據的大多數方法，都依賴于與參考基因組的對比，但是許多環境中的微生物多樣性遠遠超過了參考數據庫所覆蓋的范圍。將復雜的宏基因組數據從頭劃分為特定的生物學實體（如特定的菌株或病毒），在很大程度上仍然是一個未解決的問題。

　　在2014年7月6日的《Nature Biotechnology》雜志發表的一項研究中，來自丹麥工業大學（DTU）、華大基因、華南理工大學和哥本哈根大學等處的研究人員提出一種方法，基于對一系列宏基因組樣品的co-abundant基因進行分級，可讓研究人員能夠全面發現新的微生物、病毒和共遺傳的基因實體，并有助于微生物基因組的組裝，而無需參考序列。

　　研究人員將這種新的原則，命名為co-abundant原理。這一原理的基本假設是，來自相同生物體的不同DNA片段，在一份樣品中會以相同的數量發生，這個數量在一系列樣品之間會有所變化。

　　利用這種方法，DTU生物學序列分析中心的研究人員發現了500種以前未知的人體腸道微生物，以及800種攻擊腸道細菌、也是未知的細菌病毒（又稱噬菌體）。

　　DTU的S?ren Brunak教授與Henrik Bj?rn Nielsen副教授共同指導了這項研究，S?ren Brunak稱：“現在，利用我們的方法，即使在高度復雜的微生物群集中，研究人員也能夠鑒定和收集來自以前未知微生物的基因組。”

　　到目前為止，科學家已經發現了200到300個腸道細菌物種。現在，這個數量將增加一倍以上，可顯著提高我們對眾多疾病的理解和治療，如2型糖尿病、哮喘和肥胖。

　　病毒——不是抗菌劑

　　研究人員還研究了細菌和病毒之間的相互關系。Henrik Bj?rn Nielsen稱：“我們的研究能夠告訴我們，哪種噬菌體會攻擊哪種細菌，這對攻擊性細菌能否在腸道系統長期生存下去，具有顯著的影響。”

　　以前，細菌是在實驗室內單獨進行研究，但是研究人員越來越意識到，為了了解腸道菌群，你需要研究許多不同細菌之間的相互作用。

　　當我們知道腸道細菌的相互作用后，我們就可以開發出一種更有選擇性的方法，來治療大量疾病。

　　S?ren Brunak稱：“理想情況下，我們將能夠通過添加或移除腸道系統中的特定細菌，來產生一個更健康的腸道菌群。”

　　特別有趣的是，這關系到越來越多的抗菌素耐藥性問題，許多人將其看作是全球健康的一個切實威脅。

　　Henrik Bj?rn Nielsen稱：“以前，我們曾經嘗試利用細菌和病毒來對抗疾病，但是被擱置了，因為在對感染性疾病的抵抗中，抗菌劑一直都非常有效。如果我們能更多地了解誰在攻擊誰，那么細菌病毒就可能是抗菌劑的一個可行選擇。因此非常重要的是，我們現在能夠識別和描述細菌與攻擊它們的病毒之間的更多關系。”