Учёные разработали инструмент для оценки метаболизма бактерий на основе геномного профиля

Университетские исследователи предложили новый инструмент KEGGaNOG для высокопроизводительного анализа метаболических возможностей бактерий на основе геномных данных. Инструмент позволяет профилировать модули метаболизма (биохимические пути) и выявлять потенциал микроорганизмов производить полезные соединения.

Коротко

• Представлен инструмент KEGGaNOG для анализа бактериального метаболизма.
• Инструмент позволяет профилировать модули метаболизма по данным геномов.
• Это облегчает сравнение метаболических возможностей разных бактерий.
• Такое профилирование ускоряет поиск путей, отвечающих за синтез витаминов, ферментов и антибиотиков.
• Метод опирается на орфологические аннотации — определение функции по родственности генов.
• Новая аналитика полезна для биотехнологий, медицины и экологии.

Что произошло

Исследователи из нескольких университетов разработали инструмент KEGGaNOG (сокращение от комбинации KEGG и NOG — наборов функциональных модулей и орфологических групп) для анализа бактериальных геномов и оценки их метаболических возможностей. Он обеспечивает высокопроизводительное профилирование модулей метаболизма (biochemical modules — биохимические пути) по данным орфологического анализа генов, что позволяет определить функциональный потенциал микроорганизмов.

Инструмент ориентирован на сравнение геномов бактерий с целью выделения функциональных возможностей — например, способность синтезировать витамины, ферменты, антибиотики или иные биохимически активные соединения. Такой подход ускоряет анализ большого объёма микробных геномных данных.

Почему это важно

Метаболизм бактерий — совокупность всех биохимических реакций, осуществляемых клеткой, определяет, какие вещества микроорганизм может синтезировать, разрушать или преобразовывать.

Анализ метаболических возможностей на основе генома помогает:

• прогнозировать производство полезных метаболитов;
• выстраивать пути биосинтеза витаминов, ферментов или антибиотиков;
• оптимизировать биотехнологические процессы;
• проводить сравнительную оценку функционального потенциала различных штаммов бактерий.

Такие инструменты важны для медицины, промышленной микробиологии, экологии и разработки пробиотиков.

Что меняется на практике

Инструмент KEGGaNOG даёт исследователям возможность быстро и достоверно:

• выявлять ключевые метаболические пути в новых или малоизученных бактериях;
• сравнивать метаболический потенциал разных микроорганизмов по геномным данным;
• ускорять разработку микробных штаммов с заданными свойствами для промышленного применения.

Это уменьшает необходимость в длительных и дорогих лабораторных экспериментах на ранних этапах исследований.

Что дальше

Дальнейшая работа будет связана с расширением функциональности инструмента, увеличением базы сравниваемых модулей и интеграцией с другими платформами анализа микробных геномов, а также с практическим применением для поиска новых биотехнологических решений.