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澳大利亞新南威爾大學(xué)Torsten Thomas等人于2019年3月4日在《Microbiome》上發(fā)表了題目為《MetaCHIP: community-level horizontal gene transfer identification through the combination of best-match and phylogenetic approaches》的文章。該研究開發(fā)了一種工具名為MetaCHIP（“Meta”用于“宏基因組學(xué)”,，“CHIP”用于“菌群級(jí)水平基因轉(zhuǎn)移識(shí)別途徑”）,，該工具可以從微生物群落數(shù)據(jù)中檢測(cè)出具有不同程度遺傳差異的水平基因轉(zhuǎn)移，并提供了新的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)見解,。 文章摘要 背景：宏基因組數(shù)據(jù)集提供了研究微生物群落水平基因轉(zhuǎn)移（HGT）的機(jī)會(huì),。然而，目前的HGT檢測(cè)方法不能應(yīng)用于菌群級(jí)數(shù)據(jù)集或需要參考基因組,。在這里,，我們提出了MetaCHIP，這是一個(gè)在菌群水平上識(shí)別參考獨(dú)立HGT的途徑,。 結(jié)果：在模擬數(shù)據(jù)集上MetaCHIP的表現(xiàn)表明,，它可以預(yù)測(cè)宏基因組數(shù)據(jù)集中不同遺傳分化程度的HGTs。結(jié)果還表明,，從宏基因組數(shù)據(jù)集中檢測(cè)到最近的基因轉(zhuǎn)移（即具有低遺傳分化水平的基因轉(zhuǎn)移）在很大程度上受到序列組裝步驟的影響,。MetaCHIP同先前土壤細(xì)菌的分析比較，結(jié)果顯示了對(duì)近期HGTs的預(yù)測(cè)的高度一致性,，并且揭示了大量額外的非近期基因轉(zhuǎn)移,，其可提供新的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)見解。在真實(shí)宏基因組數(shù)據(jù)集上MetaCHIP的表現(xiàn)證實(shí)了HGT在人腸道菌群中與抗生素抗性相關(guān)的基因傳播中的作用,。進(jìn)一步的測(cè)試還表明,，與能量產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化以及碳水化合物運(yùn)輸和代謝相關(guān)的功能經(jīng)常在游離的微生物中轉(zhuǎn)移。 結(jié)論：MetaCHIP提供了在微生物群落中研究HGTs的機(jī)會(huì),，其在微生物生態(tài)學(xué)和進(jìn)化領(lǐng)域具有多種應(yīng)用,。MetaCHIP是用Python實(shí)現(xiàn)的，可以在https://github.com/songweizhi/MetaCHIP免費(fèi)獲得,。 關(guān)鍵詞：宏基因組學(xué),，水平基因轉(zhuǎn)移，HGT鑒定,，生物信息學(xué) 文中主要圖片說(shuō)明 圖1 MetaCHIP的工作流程 圖2 確定的HGT的側(cè)翼區(qū)域的示例輸出,。 圖3 基于16S rRNA基因序列樹與具有不同基因組完整性水平的SCG蛋白樹之間的相似性。通過(guò)Mantel測(cè)試評(píng)估相似性,。 圖4 MetaCHIP在綱和基因水平的基因組之間引入的HGTs恢復(fù)的表現(xiàn),。“BM”和“PG”分別是指在“最佳匹配方法”和“系統(tǒng)發(fā)育方法”之后回收的基因轉(zhuǎn)移,?！癛D”顯示了基因流“正確方向”的預(yù)測(cè)恢復(fù) 圖5 測(cè)序深度對(duì)不同組裝者和不同遺傳分化水平的引入基因轉(zhuǎn)移恢復(fù)的影響 圖6 組裝和裝箱過(guò)程中回收的基因轉(zhuǎn)移百分比 圖7 組裝模擬序列和基因組合并（模擬）后MetaCHIP恢復(fù)基因轉(zhuǎn)移的百分比。 圖8 MetaCHIP的遺傳分化鑒定了來(lái)自土壤分離株的368個(gè)基因組的HGTs,。
圖9 2094基因組的COG功能類別的相對(duì)比例以及MetaCHIP預(yù)測(cè)近期（遺傳差異≤1％）和非近期（遺傳差異> 1％）HGT,。
圖10 預(yù)測(cè)人類腸道和北海微生物群落內(nèi)的基因流動(dòng),。
圖11 輸入基因組的COG功能類別的相對(duì)比例和來(lái)自人類腸道的預(yù)測(cè)HGTs。
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