蛋白质序列相似性搜索是基因组学研究的基础,但是当前方法通常无法考虑可以指示蛋白质功能的关键基因组环境信息,尤其是在微生物系统中。在这里,我们提出了Gaia(基因组AI注释器),这是一个序列注释平台,可在基因组数据集跨基因组数据集进行快速,上下文感知的蛋白质序列搜索。Gaia利用GLM2是一种在氨基酸序列及其基因组邻域训练的混合模式基因组语言模型,以生成整合序列结构 - 膜片信息的嵌入。这种方法允许识别在保守的地理环境中发现的功能相关基因,仅传统序列或基于结构的搜索可能会错过。GAIA可以实时搜索来自131,744个微生物基因组的超过8500万蛋白簇(定义为90%序列身份)的策划数据库。我们将基于GLM2嵌入的搜索的序列,结构和上下文灵敏度与MMSEQS2和FOLDSEEK等现有工具的序列,上下文灵敏度进行了比较。我们展示了噬菌体尾蛋白和铁载体合成基因座的基本发现,这些发现以前很难用传统工具注释。Gaia搜索可在https://gaia.tatta.bio上免费获得。
摘要 微生物学领域传统上侧重于在群体水平上研究微生物。然而,包括微流体和成像技术在内的单细胞水平方法的应用揭示了群体内的异质性,使得这些方法对于以更高的分辨率了解细胞活动和相互作用至关重要。此外,单细胞分选为从微生物群体或复杂的微生物群落中分离感兴趣的细胞开辟了新途径。这些分离的细胞可以在下游的单细胞“组学”分析中进一步研究,提供生理和功能信息。然而,由于厌氧微生物对氧气敏感,将这些方法应用于原位条件下的研究仍然具有挑战性。在这里,我们回顾了现有的在单细胞水平上分析活体厌氧微生物的方法,包括活体成像、细胞分选和微流体(芯片实验室)应用,并解决了它们在缺氧操作中遇到的挑战。此外,我们还讨论了针对厌氧菌的非破坏性成像技术的开发,例如不依赖氧气的荧光探针和替代方法。
dPCR 微生物 DNA 检测试剂盒旨在使用数字 PCR 检测细菌、真菌、寄生虫、病毒、抗生素抗性或毒力因子基因的存在。该检测可以在 QIAcuity ® 上大约两小时内完成,且无需太多手动操作。该检测针对超过 700 种细菌、真菌、寄生虫、病毒、抗生素抗性或毒力因子基因。检测产品由一个含有引物对和水解探针的试管组成,并可针对染料(荧光团)进行配置。可选染料包括 FAM、HEX、ROX、TAMRA 和 Cy5,可在单个试剂盒中混合搭配最多 5 个目标/检测
气候危机正在加剧。人们已经提出了多种基于微生物的解决方案(表1),这些技术前景广阔,可以与其他气候缓解策略一起部署。然而,这些解决方案尚未得到有效大规模部署。为了扭转这种不作为的局面,需要不同部门的合作者——来自产业界、资助者和政策制定者——来协调他们的广泛部署,以避免气候灾难。来自科学协会、机构、编辑和出版商的联合呼吁,要求全球社会和各国政府立即采取果断的紧急行动,同时也提出了一个清晰有效的框架来大规模部署这些解决方案。
抽象的土壤健康是可持续农业,促进植物生长,养分可用性和生态系统稳定性的基础。然而,过度使用化学肥料,单一养殖实践和土壤侵蚀导致土壤肥力的显着下降,因此需要探索替代农业实践。在这种情况下,以活生生生物形式形成的生物量化物已成为有效的微生物溶液,以增强土壤健康。它们通过促进养分可用性,刺激植物生长并改善土壤结构来起作用。本评论探讨了各种类型的生物肥料,例如氮固定细菌,磷酸盐 - 溶解的微生物和菌根真菌,详细介绍了它们在农业中的作用机理和特异性应用机理。此外,该评论强调了生物量化剂的众多好处,包括它们在减少化肥依赖性,提高农作物产量和促进可持续农业实践中的作用。尽管有潜力,但一些挑战阻碍了生物肥料的广泛采用,包括农民之间的认识有限,质量控制问题以及对有效的应用技术的需求。通过解决这些挑战,生物量化剂可以显着促进环保的农业实践,强调它们在实现可持续农业系统方面的重要性并促进长期的土壤健康。关键词:生物量化剂,土壤健康,可持续农业,微生物解决方案,植物生长。
微生物与气候危机 微生物在气候系统中发挥着关键但常常被忽视的作用 1 – 3 - 它们驱动地球的生物地球化学循环,负责温室气体的排放、捕获和转化,并控制陆地和水生生态系统中碳的命运。从人类到珊瑚,大多数生物都依靠微生物群来帮助获取营养、防御病原体和发挥其他功能。气候变化可以使这种宿主 - 微生物群关系从有益变为有害 4 。例如,正在发生的全球珊瑚白化事件,其中共生的宿主 - 微生物群关系被失调(即致病)相互作用所取代(图 1 ),随之而来的大规模死亡意味着这些“海洋雨林”可能会在有生之年灭绝 5 。具体而言,全球气温上升 1.5°C 时,珊瑚礁数量预计将减少 70-90%(参考文献 6)。虽然这个例子强调了微生物群与气候问题密不可分,但有大量证据表明,微生物和微生物群作为可行的气候解决方案具有尚未开发的潜力
微生物和气候危机微生物在气候系统1 - 3中具有关键但通常被忽视的作用 - 它们推动了我们星球的生物地球化学周期,负责温室气体的排放,捕获和转化,并控制陆地和水生态生态系统中碳的命运。从人类到珊瑚,大多数生物都依赖于有助于营养获得的微生物组,对病原体的防御和其他功能。气候变化可以将此宿主转移 - 微生物组的关系从益处到有害4。例如,正在进行的全球珊瑚漂白事件,共生宿主 - 微生物组的关系被失调(即致病性)相互作用取代(图1),随之而来的质量死亡率是指在这一生中可以看到这些“海洋雨林”的灭绝5。特别是,预计珊瑚礁的下降70-90%,全球温度升高为1.5°C(参考文献6)。尽管此示例强调了微生物组如何与气候问题密不可分地联系在一起,但有很多证据表明微生物和微生物组作为可行的气候解决方案没有开发的潜力(表1)。但是,尽管有这些方法的承诺,但它们尚未在
将细菌和真菌菌落培养五天,然后进行生化试验以鉴定分离物。在显微镜下观察真菌纯培养物。研究发现,在引入蘑菇和蚯蚓等生物修复剂后,未受原油污染的土壤中的微生物种群显著增加。在三到六个月的时间内,蘑菇的碳氢化合物利用细菌 (HUB) 增加了 50%,而蚯蚓的 HUB 增加了 55%。蚯蚓的寿命较长,营养吸收能力强,因此生长速度更快。此外,在采用生物修复后,原油污染土壤中碳氢化合物利用细菌和真菌的微生物种群显著增长,其中六个月时用蘑菇处理的土壤生长最快,其次是六个月时的蚯蚓。相反,三个月时,用蚯蚓修复的 10% 原油污染土壤中的微生物种群最低。结果表明,蘑菇和蚯蚓可有效增加原油污染土壤中的微生物种群。然而,与蚯蚓相比,蘑菇表现出更高的微生物种群增长,特别是在促进碳氢化合物利用细菌 (HUB) 和碳氢化合物利用真菌 (HUF) 的生长方面。根据研究结果,建议在类似的环境修复工作中优先使用蘑菇作为生物修复剂,因为它们在增加微生物种群方面具有卓越的功效,尤其是 HUB 和 HUF。这项研究强调了蘑菇和蚯蚓作为有效的生物修复剂在恢复原油污染土壤微生物多样性方面的潜力,为尼日利亚哈科特港等受石油影响地区的可持续环境修复实践提供了见解。
1加拿大埃德蒙顿大学生物科学系,2欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)2欧洲分子生物学实验室;英国欣克斯顿,惠康桑格研究所3;英国欣克斯顿(Hinxton),亚利桑那州立大学(Arizona State University)4生物设计中心和生命科学学院;美国亚利桑那州的坦佩,美国美国5次不列颠哥伦比亚大学,不列颠哥伦比亚大学,加拿大温哥华大学,乌普萨拉大学的生态与遗传学系6; Uppsala, Sweden, 7 Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente, CONICET—Universidad Nacional de Comahue, Bariloche, Argentina, 8 Institute of Biology, University of Graz, Graz, Austria, 9 Faculty of Biosciences and Aquaculture, Nord University, Steinkjer, Norway, 10 Department of Natural History, University Museum of Bergen, University卑尔根,卑尔根,挪威1加拿大埃德蒙顿大学生物科学系,2欧洲生物信息学研究所(EMBL-EBI)2欧洲分子生物学实验室;英国欣克斯顿,惠康桑格研究所3;英国欣克斯顿(Hinxton),亚利桑那州立大学(Arizona State University)4生物设计中心和生命科学学院;美国亚利桑那州的坦佩,美国美国5次不列颠哥伦比亚大学,不列颠哥伦比亚大学,加拿大温哥华大学,乌普萨拉大学的生态与遗传学系6; Uppsala, Sweden, 7 Instituto de Investigaciones en Biodiversidad y Medioambiente, CONICET—Universidad Nacional de Comahue, Bariloche, Argentina, 8 Institute of Biology, University of Graz, Graz, Austria, 9 Faculty of Biosciences and Aquaculture, Nord University, Steinkjer, Norway, 10 Department of Natural History, University Museum of Bergen, University卑尔根,卑尔根,挪威
课程描述食品链和环境中微生物风险评估模型的原理。参数估计,模型实现和统计软件中的随机模拟。食物,水,空气和富米特人可能会受到传染病药物(例如微生物,病毒,原生动物)的污染。这些可能是在不同位置引入的,起源于不同的储层,这些试剂的种群大小和特性可能会在整个传输链中发生变化。当消耗污染的食物或水时,或与受污染的物体接触时,这些药物会感染人类。在定量微生物风险评估(QMRA)中,有关传播链不同步骤中传染剂的患病率和浓度的知识与人类行为的量化和剂量反应关系相结合,以计算人类感染和病的风险。QMRA建模的基本原理将通过讲座,案例研究和编码实践的结合来教授。