gutMega: 人类肠道微生物宏基因组数据资源库正式发表

2020年6月4日,来自中山大学肿瘤防治中心华南肿瘤国家重点实验室的刘泽先副研究员和中山大学附属第一医院精准医学研究所的李晓星副研究员及相关团队在生物信息学领域著名期刊Briefings in Bioinformatics(IF=9.1)发表了名为gutMEGA: a database of the human gut metagenome atlas的论文,报道了其新开发的gutMEGA数据库,旨在对已发表的人类肠道微生物宏基因组数据集进行整理,从而为研究人员提供肠道微生物在不同条件下的丰度变化的直观数据。

图1. 数据检索界面

该数据库能为我们提供哪些帮助呢?首先,我们可以通过http://gutmega.omicsbio.info访问gutMEGA,通过首页的简介我们了解到,gutMEGA共收集了776个不同条件下的58,132个定量事件,涉及到7个不同分类水平(kingdom, phylum, class, order, family, genus, species)的6,457个分类单元(taxa)。在首页的快速搜索栏,用户可以输入感兴趣的分类单元或者实验条件来进行检索。

图2. 检索结果界面

我们以克罗恩病(Crohn’s disease),一种与肠道微生物的失调密切相关的疾病为例,我们选择搜索条件为condition,并输入Crohn’s disease进行检索,共查询到4,514条与克罗恩病相关的记录,结果默认以p值排序,用户也可以重新按taxon,condition或者log2ratio进行排序。用户可以通过condition或者log2ratio对结果进行进一步筛选,或者直接输入关键词搜索表格。

图3. 研究分布展示

点击Detail按钮,可以看到作者收集的一些实验相关的信息,包括数据来源文章的PMID,实验进行的地点,样本的类型,测序的手段,测序的平台,参与人员的数目,生物学重复的数目等等,同时还提供了作者收集的原始数据,对于16s测序的数据,还展示了扩增的区域和所用的引物信息。通过这些信息,用户可以对相应实验有一个很好的了解。

图4. 检索高级选项

用户还可以在search界面进行多条件搜索以获取更加精确地结果。

图5. 检索高级选项(二)

在browse页面,作者对gutMEGA中收集到的taxa,conditions和samples进行了整理,用户可以浏览并选择感兴趣的内容查看结果。

图6. 多维度数据检索展示

那么,如何使用gutMEGA来更好地为我们的实验研究进行服务呢?以结直肠癌(Colorectal cancer)和消化链球菌属(Peptostreptococcus)为例,已经有较多研究表明肠道微生物的失调与结直肠癌发生发展相关,而我们想知道消化链球菌属在结直肠癌病人和正常人中是否存在差异,从而为我们后续的实验设计提供一定的参考,因此我们在search页面以Colorectal cancer为condition的关键词,以Peptostreptococcus为taxon的关键词进行搜索,共得到7条相应的搜索结果,其中有4条显示结直肠癌病人中的消化链球菌属要显著高于正常人。这个结果在Long等人发表在Nature Microbiology上的Peptostreptococcus Anaerobius Promotes Colorectal Carcinogenesis and Modulates Tumour Immunity一文中得到了验证,他们发现厌氧消化链球菌在结直肠癌变中发挥作用,调节肿瘤免疫。

综上,gutMEGA作为一个全面的肠道微生物宏基因组数据库,能够在实验设计阶段为研究人员提供参考,同时,也能为需要验证自己实验结果的研究人员提供依据。欢迎大家使用和帮助改进。

参考文献:

  1. Zhang Q, Yu K, Li S, et al. gutMEGA: a database of the human gut MEtaGenome Atlas[J]. Briefings in Bioinformatics, 2020.

  2. Long X, Wong C C, Tong L, et al. Peptostreptococcus anaerobius promotes colorectal carcinogenesis and modulates tumour immunity[J]. Nature microbiology, 2019, 4(12): 2319-2330.

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