瓜达拉哈拉市科学本事局 罗青冈县知识产权局

大连知微生物科技有限公司位于高新区海外学子产业园,公司负责人、美国贝勒医学院博士后赵静,曾任职于中国科学院生物物理研究所、美罗药业股份有限公司。2014年年初,赵静团队落户大连高新区,同年入选第五批海创工程。公司的主要研究项目基因组大数据下的新型环境修复用酶因其技术优势受到中石油、中石化等大型企业的关注,双方已经完成了百万元的合作,目前正在进行千万元合同的商讨。

宏基因组数据分析

宏基因组,和metataxonomics(16s rRNA
analysis),是使用全基因组测序技术来研究特定环境下的所有的微生物种类及含量的方法。这个方法对于阐释宿主相关的微生物组成和宿主表型非常有用。宏基因组对于酶和生物催化剂提供了有价值的分子视角。
应用-宏基因组测序的优势:

  • 无偏向结果不受特异的基因组位点的影响
  • 分类学的独立遗传标记
  • 能够研究高度变异的微生物,比如病毒
  • 微生物多样性评估
  • 检测各种环境微生物的丰度
  • 分析不可以培养的微生物
  • 瓜达拉哈拉市科学本事局 罗青冈县知识产权局。功能基因和基因聚类的研究

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微生物作为一大类生物群体,虽然个体微小,却与人类生活关系密切,广泛涉及健康、食品、医药、工农业、环保等诸多领域。但是,目前人类能利用的微生物仅占总数的1%,99%的微生物是人类无法合成利用的。据了解,与人类基因组开发相对,从事微生物基因组研究的宏基因组开发,将微生物中的遗传信息进行了提取,唤醒微生物宝藏里那沉睡的99%,在此基础上,通过遗传信息的转录、表达与重组,所有的微生物都可以被利用已成为可能。基因组大数据下的新型环境修复用酶项目就是以海外多年从事宏基因组开发的研发团队和我国国家重点实验室的专家团队为技术支撑,基于特殊污染环境下宏基因组大数据及生物信息技术分析,开发新型环保专用酶制剂。这种专用的酶制剂可以通过将化学物质的长链结构降解为氨基酸等,对于石油等造成的环境污染进行生物修复。这种新型环保专用酶制剂也可以通过分解氯等物质净化水质。生物修复相比于传统的化学制品修复,最主要的优势在于由于自身的生物特性而不会对环境造成二次伤害。在环境污染已经成为当前各国经济发展过程中急需解决问题的当下,新型环保专用酶制剂具有广阔的应用前景。

流程(workflow)

二代测序的宏基因组分析涉及几个分开的流程。
1.第一步:样品总DNA提取;
2.第二步:片段化,接头连接;
3.第三步:序列组装成contigs;
4.第四步:基因组binning(用于重构完整基因组);
5.比对到最近的分类单元;
6.ORF预测以及相关基因功能的注释。

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2019年9月11日在美国乔治华盛顿大学医学中心的Charles Hadley
King的开放获取期刊PLOS
ONE及其同事发表的一项研究中描述了初始基线健康肠道微生物组数据库和丰度概况。

未来,该项目将致力于制定和完善行业的特种酶制剂技术标准,加快环保专用酶制剂产业的发展。同时,该项目还将拓展特种酶应用于食品工业,通过生物酶的特性,取代化学类食品添加剂、防腐剂,提高食品安全性,并利用特种酶的活性分子,开发功能型产品。赵静告诉记者:生物酶具有多种功能,尤其在生物医药方面有很大的潜力,现在国际上就有通过开发有效多肽缓解自闭症等神经性疾病的研究,这也将是我们未来的研究方向。

宏基因组的例子

尽管人类肠道微生物组对整体健康的重要性的研究兴趣持续增长,但目前还没有针对研究人员和患者的全面的肠道微生物组参考列表。在这项研究中,King及其同事开始对健康人体肠道微生物组的有机构成进行编目,并为临床医生开发了一个原型报告模板,以便将结果传递给患者。

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