PLOS ONE:基于基因序列的變革性生物命名系統

【字體: 時間:2014年02月28日 來源:生物通

編輯推薦:

  在2014年2月21日的《PLOS ONE》雜志上,弗吉尼亞理工大學的研究人員開發出一種新的生物分類方法,對傳統的林奈生物命名規則,進行了補充。這種新的命名系統,可以根據生物體的基因組序列,不依賴現有的生物分類法和命名法,對任何一種基因測序的生物體自動地分類和命名。

  

目前,美國弗吉尼亞理工大學的研究人員開發出一種新的分類方法,可根據生物的基因組序列對其命名,這一研究成果發表在2014年2月21日的《PLOS ONE》雜志上。本文的資深作者Boris Vinatzer,超越了當前的生物學命名系統,提出一種基于每種生物遺傳序列的命名系統。這能為任何一種生物(可以是細菌、真菌、植物或動物)創建一個更堅固、精確和信息量更大的名稱。
Vinatzer是弗吉尼亞理工大學農業和生命科學學院植物病理、生理和雜草科學系的副教授,他提出的這種新的分類模型,不僅使我們鑒定生物體的方法具體化,還能提高和增加卡爾林奈發明的命名規則的深度。全世界的科學家們已經使用林奈創建的分類系統超過200年。
Vinatzer指出:“近年來,基因組測序技術發展非?,可使我們以很低的成本區分開任何一種細菌、植物或動物。林奈命名系統的局限性在于,缺乏一種方法精確命名已完成測序的生物體!
Vinatzer并不建議改變當前的生物分類學命名規則。相反,新的命名系統是為了補充物種內的生物體分類信息,以更快地鑒定新物種,因為這個過程僅僅取決于生物體的遺傳密碼。
基于基因組的這種命名系統,對公共衛生官員特別有用,他們生活在一個對生物威脅時刻保持警惕的時代。在這篇論文中,Vinatzer使用出現在911恐怖襲擊后的炭疽菌菌株,作為當前分類學系統局限性的一個例子。
武器化的炭疽菌常常使官員感到沮喪,執法機關花了幾個月的時間,將初始病原菌的起源確定為Ames菌株。有1200多株炭疽菌——或芽孢桿菌(Bacillus anthracis)存在。每種菌的名字都由研究人員任意選擇,這些名字并不能說明遺傳相似性。
利用Vinatzer開發的命名規則,每個炭疽菌株的名稱,將包含與其他菌株相似性的信息。利用Vinatzer的基因組序列,將用于生物恐怖襲擊的Ames菌株稱為lvlw0x,而這個菌株的祖先(被儲存在美國陸軍傳染病醫療研究所中),應該被稱為lvlwlx。
Vinatzer的命名規則,也可讓研究人員根據新病原體與已知病原體的相似性,在數日之內命名新的病原體——而不是幾個月或幾年。
這項研究所提出的命名過程,首先進行采樣和生物體DNA測序。然后,根據與以前所有已完成測序生物體之間的相似性,利用序列來產生這個生物體所獨有的代碼。

Illumina最新GAIIx 測序儀詳細技術資料索取>> >>
Vinatzer的方法有很多超越林奈系統的優勢。首先,代碼名字可能是永久性的,而不像現有生物分類系統中,名字經常改變。其次,代碼也能被重新分配,而無需漫長的過程,這是對比分析一個生物體與另外一個生物體的物理特征所必需的。最后,該序列可以被指派到病毒、細菌、真菌、植物和動物中,將為地球上所有生命提供一個標準化的命名系統。
Vinatzer引用了一種植物病原體——青枯雷爾氏菌(Ralstonia solanacearum)——作為植物病原菌世界中名稱千變萬化的例子。在最終命名為雷爾氏菌之前,這種病原體經過了三次名稱變化,最開始被稱為枯草芽孢菌(Bacillus solanacearum),然后變成青枯假單胞菌(Pseudomonas solanacearum),然后是茄青枯病菌(Burkholderia solanacearum)。
以前,Vinatzer曾經使用過基因組測序,并獲得了巨大成功。在2009年,他及其同事能夠將一種破壞全球獼猴桃農作物的病原菌,追溯到中國。
弗吉尼亞理工大學正在提交一項描述這種命名規則的專利。Vinatzer和工程學院計算機科學系的同事Lenwood Heath教授創立了Genomic Life Inc.,將許可本發明的進一步發展。
Heath監督了生物信息學管線到實施系統的發展。他對與Vinatzer的合作很感興趣,因為這有可能讓科學家們與生物學系統之間進行精確的交流。他說:“我在計算機上工作,所以有機會通過有限的DNA序列來調整生物體世界的秩序,從而傳授我的知識。數學世界和生物世界之間的關系,比我們想象的更加密切!保ㄉ锿ǎ和跤ⅲ

生物通推薦原文摘要:
A System to Automatically Classify and Name Any Individual Genome-Sequenced Organism Independently of Current Biological Classification and Nomenclature
Abstract: A broadly accepted and stable biological classification system is a prerequisite for biological sciences. It provides the means to describe and communicate about life without ambiguity. Current biological classification and nomenclature use the species as the basic unit and require lengthy and laborious species descriptions before newly discovered organisms can be assigned to a species and be named. The current system is thus inadequate to classify and name the immense genetic diversity within species that is now being revealed by genome sequencing on a daily basis. To address this lack of a general intra-species classification and naming system adequate for today’s speed of discovery of new diversity, we propose a classification and naming system that is exclusively based on genome similarity and that is suitable for automatic assignment of codes to any genome-sequenced organism without requiring any phenotypic or phylogenetic analysis. We provide examples demonstrating that genome similarity-based codes largely align with current taxonomic groups at many different levels in bacteria, animals, humans, plants, and viruses. Importantly, the proposed approach is only slightly affected by the order of code assignment and can thus provide codes that reflect similarity between organisms and that do not need to be revised upon discovery of new diversity. We envision genome similarity-based codes to complement current biological nomenclature and to provide a universal means to communicate unambiguously about any genome-sequenced organism in fields as diverse as biodiversity research, infectious disease control, human and microbial forensics, animal breed and plant cultivar certification, and human ancestry research.

我來說兩句
0  條評論    0 人次參與
登錄 注冊發布
最新評論刷新
查看更多評論 > >
相關新聞
生物通微信公眾號
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 國際
  • 國內
  • 人物
  • 產業
  • 熱點
  • 科普
  • 急聘職位
  • 高薪職位

知名企業招聘

熱點排行

    今日動態 | 生物通商城 | 人才市場 | 核心刊物 | 特價專欄 | 儀器云展臺 | 免費試用 | 今日視角 | 新技術專欄 | 技術講座 | 技術期刊 | 會展中心 | 中國科學人 | 正牌代理商

    版權所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    聯系信箱:

    粵ICP備09063491號

    腾讯视频分享赚钱模式 中国体彩环岛赛怎下载 12技巧揭密绝中奖 福建快3开奖号码今天 极速快三技巧 股票涨跌计算方法 打死都不赌分分彩 快三倍投必死 炒股配资联系方式 湖北快3历史开奖结果 赌场不能算牌