呼吁進(jìn)行微生物組科學(xué)國家數(shù)據(jù)管理

大量數(shù)據(jù)需要基礎(chǔ)設(shè)施以便于訪問使用的方式管理和存儲(chǔ)信息。雖然技術(shù)已經(jīng)擴(kuò)大到允許研究人員在一個(gè)環(huán)境中對(duì)其微生物群落進(jìn)行排序和注釋(其“微生物組”)，但是在不斷增加的規(guī)模上，數(shù)據(jù)管理方面尚未并行開發(fā)。

在2016年5月16日在線發(fā)表的“ 微生物學(xué)趨勢”論文中，美國能源部聯(lián)合基因組研究所(DOE JGI)的研究人員呼吁組建國家微生物組數(shù)據(jù)中心，以便有效管理全局累積的數(shù)據(jù)集。通過整合和利用所有可用的微生物組數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)，研究人員可以進(jìn)行更大規(guī)模的比較分析，以應(yīng)對(duì)與能源，環(huán)??境，健康和農(nóng)業(yè)相關(guān)的全球挑戰(zhàn)。

“開始最大努力了解地球微生物群的時(shí)機(jī)已經(jīng)成熟，”能源部JGI原核生物超級(jí)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人兼該研究的第一作者Nikos Kyrpides說。“生物序列數(shù)據(jù)應(yīng)被視為生物系統(tǒng)研究的工具，類似于天文望遠(yuǎn)鏡和高能物理的粒子加速器。”

國家微生物組倡議的補(bǔ)充

及時(shí)的出版物補(bǔ)充了白宮推出的國家微生物組計(jì)劃，該計(jì)劃的重點(diǎn)是比較生態(tài)系統(tǒng)中的微生物群落，以確定塑造所有微生物組的“組織原則”。該團(tuán)隊(duì)寫道，國家微生物組數(shù)據(jù)中心將“組織，處理和提供所有可用的環(huán)境基因組數(shù)據(jù)”。

Kyrpides和他的同事們發(fā)現(xiàn)了與近視相關(guān)的微生物組研究中的三個(gè)瓶頸：缺乏一個(gè)超越“一次性”微生物組數(shù)據(jù)集的宏偉愿景，而是一個(gè)更具凝聚力的集合; 缺乏機(jī)構(gòu)間資金模式; 有限的國際數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)阻礙了全球研究界有效開展比較分析的能力。已有多種大型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可供幫助，包括由DOE JGI科學(xué)家運(yùn)行的綜合微生物基因組(IMG)系統(tǒng)和基因組在線數(shù)據(jù)庫(GOLD)系統(tǒng)。這些資源允許研究人員分別訪問和分析公開可用的組裝微生物和微生物組數(shù)據(jù)和元數(shù)據(jù)。此外，

作為微生物研究量表的大視野

“在支持從大數(shù)據(jù)(即跨研究)中提取知識(shí)的適當(dāng)資金方面，缺乏宏偉的愿景，”Kyrpides說。“此外，非常缺乏對(duì)無數(shù)微生物組樣本進(jìn)行語境化所需的參考數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)是解釋微生物組如何運(yùn)作的基礎(chǔ)，以及它們?nèi)绾卧谒鼈兯幼〉沫h(huán)境和宿主中相互作用的基礎(chǔ)。系統(tǒng)解碼微生物及其環(huán)境以填補(bǔ)我們數(shù)據(jù)庫中的差距是邁向假設(shè)驅(qū)動(dòng)科學(xué)的關(guān)鍵一步，可以更好地了解微生物的生命。“

能源部有傳承大型項(xiàng)目的傳統(tǒng) - 從第一個(gè)粒子加速器到其啟動(dòng)人類基因組計(jì)劃的角色，DOE JGI對(duì)微生物組研究并不陌生，報(bào)告了微生物群落的第一個(gè)基因組特征。在過去十年中，微生物組研究規(guī)模不斷擴(kuò)大，涉及白蟻后腸，牛瘤胃，墨西哥灣食油微生物群，草原土壤和永久凍土等項(xiàng)目。通過社區(qū)科學(xué)計(jì)劃，與DOE JGI合作開發(fā)了最大的氧氣最小區(qū)域數(shù)據(jù)集，以及被描述為病毒生態(tài)學(xué)界的“唯一系統(tǒng)和定量準(zhǔn)備的數(shù)據(jù)集”。

“在微生物基因組學(xué)第三個(gè)十年的曙光，以及信息時(shí)代的到來，建立國家微生物組數(shù)據(jù)中心可以為了解地球的微生物組鋪平道路，”Kyrpides說。

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