宏基因组组装基因组 (MAGs)

藏猪能够适应青藏高原的极端环境，这与其自身基因组信号有关，但目前对肠道菌群在宿主适应中的作用知之甚少。近日，云南大学张志刚及团队在NPJ Biofilms and Microbiomes发表最新研究，从低海拔圈养猪和高海拔藏猪粪便样本重建获得8210个MAGs，发现纤维杆菌门和Elusimicrobia相关物种与高海拔藏猪有显著关联，可能有助于宿主适应青藏高原极端环境，值得关注。

宏基因组组装基因组 (MAGs) 藏猪研究论文基础研究动物实验

测序技术

长读长和短读长宏基因组测序技术恢复的MAGs有何差异？

随着测序技术和生信方法的进步，短读长和长读长测序技术间的差距逐渐缩小。从短读长到长读长宏基因组方法的转变是否会在MAG恢复方面引入偏差以捕获微生物种群的遗传潜力如何尚不清楚。近日，马克斯普朗克海洋微生物学研究所研究人员在Microbiome发表最新研究，比对了长读长和短读长宏基因组测序技术在恢复MAGs方面差异，发现短读长技术比长读长回收了更多的MAGs和更多物种，而长读长样本产生了更高质量的MAG和相似的物种组成。此外，还发现尽管可以在高和低GC含量的MAG中观察到差异，但两种技术回收的群体基因组相对丰度相似，值得关注。

测序技术宏基因组组装基因组 (MAGs) 研究论文基础研究序列读长

宏基因组组装基因组 (MAGs)

陈卫华+赵兴明等：利用基因组分辨肠道宏基因组学计算策略的调查（综述）

恢复高质量宏基因组组装基因组对于探索微生物组成和微生物表型关联至关重要。但目前用于此目的的多种测序平台和计算工具可能会使研究人员感到困惑，因此需要进行广泛的评估。近日，复旦大学赵兴明、华中科技大学陈卫华及团队在Briefings in Bioinformatics发表最新综述，利用4种测序技术（mNGS、PacBio、Nanopore和metaHiC），在三个数据集上评估多种用于基因组解析宏基因组学的计算工具和测序平台，通过多个性能进而确定组装和分箱最佳工具，发现混合组装和基于metaHiC分箱组合的性能表现最好，其次是混合和长读长组装。

宏基因组组装基因组 (MAGs) 测序技术综述基础研究混合组装

猕猴

四川大学：在猴肠道中发现大量微生物新基因组

基于宏基因组组装普通猕猴肠道微生物基因组对于理解其作为重要的非人灵长类模式动物具有重要意义。近日，四川大学的张安云、李静及团队在Gut Microbes发表最新研究，通过对猕猴粪便宏基因组数据进行基因组组装，进一步扩大了其肠道微生物基因组的多样性。此外，发现猕猴肠道中弯曲菌属和螺旋杆菌科的MAGs主要携带鞭毛和趋化性相关的毒力基因，可能在猕猴腹泻过程中发挥潜在作用。总之，该研究为预防恒河猴腹泻提供了新的见解，值得关注。

猕猴宏基因组组装基因组 (MAGs) 研究论文基础研究 CAZymes

宏基因组组装基因组 (MAGs)

国内团队：基于宏基因组测序数据组装方法的基准测试

宏基因组组装是一种利用宏基因组测序数据重建微生物基因组的有效方法，多种组装工具也被开发用于简化组装并解决微生物基因组中序列重复的问题。然而，目前还没有对宏基因组测序技术进行全面评估，也缺乏选择合适的宏基因组组装工具的实用指南。近日，香港浸会大学张璐及团队在Briefings in Bioinformatics发表最新研究，使用由一系列测序技术生成的32个宏基因组测序数据集，对19种主流组装软件工具进行了全面的基准测试，发现通过杂合组装是提高总组装长度、获得近乎完整MAGs有希望的方法，值得关注。

宏基因组组装基因组 (MAGs) 组装工具研究论文基础研究宏基因组

Nanopore测序

香港大学：纳米孔宏基因组学助力恢复高质量基因组

随着测序技术和生物信息学的快速发展，研究人员可借助宏基因组测序从环境、人类肠道、土壤等样本中快速组装出高质量基因组。相比二代短读长，利用三代长度长测序可能有利于组装出高度保守和可移动区域，有效提高基因组的质量。近日，香港大学张彤团队在Microbiome上发表最新研究，借助纳米孔测序开发出NanoPhase工具，可从宏基因组测序模拟和真实数据（污泥样本）中恢复完整和高质量MAGs。总之，该研究为利用下一代测序组装高质量MAGs提供了新支撑，当然，未来也需要针对真实的人类肠道菌群样本进一步测试其准确性。

Nanopore测序宏基因组组装基因组 (MAGs) 研究论文基础研究三代测序技术

dbCAN-seq更新

用于评估菌群CAZyme基因簇和底物的dbCAN-seq数据库更新

碳水化合物活性酶（CAZymes）对人类健康、营养、肠道微生物组、生物能源、植物疾病和全球碳循环的研究极为重要。随着组装技术的更新，来自各种生态环境的数十万个宏基因组组装基因组 (MAGs) 现在可以在公共数据库中获得。近日，美国内布拉斯加大学团队在Nucleic Acids Research发表最新研究更新了dbCAN-seq数据库 ( https://bcb.unl.edu/dbCAN_seq），这次更新主要体现在两个方面：首先，dbCAN-seq提供了来自四个生态环境（人类肠道、口腔、牛瘤胃和海洋）9421个MAGs的498000个CAZyme和169000个CAZyme基因簇（CGCs）；另外，使用了两种新方法来预测微生物组CGCs的底物，并提供了底物查阅功能，允许搜索针对不同微生物组中预测特定底物的CGCs，值得关注和使用。

dbCAN-seq更新 CAZymes 研究论文基础研究宏基因组组装基因组 (MAGs)

KBase平台

Nature子刊：使用KBase可从微生物组中提取和分析MAGs

随着测序技术和生物信息学的快速发展，研究人员利用分箱技术从各种复杂样本中恢复了大量的微生物基因组。但受限制于大部分分箱工具依赖于生信基础和计算资源，因此，开发出共享、便捷的在线平台迫在眉睫。近日，美国劳伦斯伯克利国家实验室研究人员在Nature Protocols发表最新研究，在美国能源系统生物学知识库（KBase）上更新了可共享的数据质控和分箱工具，针对短reads序列能快速质控和组装出MAGs，还可提供MAGs分类、系统发育、功能分类等信息，值得关注和尝试。

KBase平台宏基因组组装基因组 (MAGs) 研究论文基础研究宏基因组分箱

metaMIC

陈卫华+赵兴明等：用于识别和校正宏基因组数据装配错误工具—metaMIC

构建可靠的宏基因组组装基因组（MAGs）对于理解微生物群落、分类注释和代谢过程重建具有重要意义，因此降低数据组装contigs错误率对于后续分析至关重要。近日，复旦大学类脑智能科学与技术研究院路易斯·佩德罗·科埃略（Luis Pedro Coelho）、赵兴明、华中科技大学陈卫华及团队在Genome Biology发表最新研究，开发了一种基于机器学习，用于全自动识别和纠正宏基因组数据中装配错误的工具metaMIC（https://github.com/ZhaoXM-Lab/metaMIC），通过模拟和真实数据集验证，发现metaMIC的性能良好可为下游分箱提供可靠基础，值得测试。

metaMIC 宏基因组研究论文基础研究生信分析工具

宏基因组数据

对于宏基因组测序，数据测得越多越好？

在鸟枪法宏基因组测序 (SM) 中，处理大量数据需要密集的计算和磁盘存储空间，有研究报道浅层测序是解析SM数据分析有前途的途径，但缺乏使用真实数据的详细基准。近日，研究人员在Briefings in Bioinformatics发表最新研究，纳入1个测序量大的数据集（12232Gbp，912个中国人肠道样本）、和3个测序量较小的数据集包含南极极端自然环境SM数据集（523.16Gbp，18个样品）、农业土壤样本（202.09Gbp，72个样品）和一个含20个细菌基因组的模拟群落，使用迭代子采样策略对其进行处理，以确定在这些数据集中抽取更小子集是否可得出合理的生物学结论。对质控序列进行子采样，得到0.1M（相当于0.03G）、0.5M（0.14G）、1M（0. 27G）、4M（1.07G）、8M（2.14G）和12M（3.21G）个测序簇（每个测序簇代表两个150 bp的reads）。发现浅层SM测序是获得可靠微生物群落结构的可行途径，与低测序深度数据集相比，高测序深度数据集可发现罕见的分类群和功能，但不会影响整个生态结构。但对于组装MAGs，超深度测序和最大限度利用数据是有益的。

宏基因组数据测序深度研究论文基础研究数据量

胆汁酸代谢

毛胜勇团队：奶牛肠道菌群代谢胆汁酸的规律及高精料日粮的扰动效应

胆汁酸（BA）是介导动物肠道菌群与宿主互作的重要信号分子，尽管BA相关微生物菌株和酶对单胃动物的重要性已经得到认可，但有关反刍动物肠道内BA组成、BA代谢相关的微生物群落结构及其功能尚不清楚。近日，南京农业大学毛胜勇及团队在ISME Journal发表最新研究，通过对18头奶牛的108个全肠道内容物样品测序，获得了372个MAGs参与胆汁酸解聚、氧化和去羟化途径。发现奶牛肠道不同部位的胆汁酸组成分布呈区段化特点，高精料日粮干预试验，发现Cluster1（对胆汁盐水解酶相关基因聚类获得）中BSH基因丰度增加与厚壁菌门菌株CAG-110有关，其丰度增加会促进胆酸浓度升高，与肠道炎症密切相关。总之，该研究进一步明确了奶牛肠道菌群代谢胆汁酸的基本规律，也揭示了日粮结构对微生物代谢胆汁酸及肠黏膜免疫稳态的影响，值得关注。

胆汁酸代谢宏基因组组装基因组 (MAGs) 研究论文基础研究奶牛养殖

宏基因组组装基因组 (MAGs)

从复杂宏基因组数据中实现自动化分箱新工具binny

近年来，研究人员开发出多种分箱工具用于从宏基因组样本中恢复宏基因组组装基因组（MAGs），极大地扩展了人类和动物肠道参考基因组。近日，卢森堡大学研究人员在Briefings in Bioinformatics发表最新研究，开发出一种半监督宏基因组自动化分箱工具binny（https://github.com/a-h-b/binny），在模拟和真实数据集中，发现binny分箱性能优于现有Metabat2、VAMB和SemiBin等6种常用工具。总之，该工具的开发为从宏基因组数据中恢复高质量基因组提供新的方法和见解，值得关注和进一步测试。

宏基因组组装基因组 (MAGs) binny 研究论文基础研究生物信息学

肠道细菌参考基因组

Nature子刊：人类肠道菌群参考基因组图谱的扩展揭示了数百种未知的物种

随着测序技术和生物信息学发展，研究人员可从宏基因组样本不断组装恢复肠道菌群基因组，构建了多项人类肠道菌群基因组参考数据集。近日，研究人员在Nature Communications发表最新研究，通过将5万多个宏基因组样本中新组装的MAGs与现有人类肠道菌群基因组结合，构建了含24万多个基因组的数据集（WIS数据集），揭示了数百种未知的物种。该数据集比目前UHGG和UNITN两大数据集的基因组质量更高、低丰度物种更丰富。总之，WIS数据集进一步扩大了人类肠道菌群参考基因组图谱，值得相关人员测试比对。

肠道细菌参考基因组宏基因组组装基因组 (MAGs) 研究论文基础研究宏基因组数据集

微生物暗物质

MDMcleaner重新评估公共宏基因组组装基因组和单菌基因组数据集

本研究，作者提出了一种新的工作流程，作为检测和清除污染的替代策略，它可以意识到潜在的参考数据库污染，从而最大限度地减少错误传播的危险。作者为这个工作流提供了一个免费开放访问的python程序，名为“MDMcleaner”，一个重叠群分类和细化工具，并在模拟和真实数据集上对其进行了测试和比较。MDMcleaner 揭示了当前筛选方法忽略的大量污染，并在新基因组和基础参考数据库中灵敏地检测出了错误分配的重叠群从而大大改善了我们对“微生物暗物质”的看法。

微生物暗物质 contig分类参考数据库基因组污染宏基因组组装基因组 (MAGs)

宏基因组分箱

复旦大学Nature子刊：基于孪生神经网络的高效宏基因分箱新工具SemiBin

近年来，通过分箱技术从宏基因组样本中可恢复宏基因组组装基因组（MAGs），这极大地扩展了人类和动物肠道参考基因组。近日，复旦大学类脑智能科学与技术研究院路易斯·佩德罗·科埃略（Luis Pedro Coelho）和赵兴明及团队在Nature Communications发表研究，他们开发了一种基于孪生神经网络的高效宏基因分箱新工具-SemiBin（https://github.com/BigDataBiology/SemiBin_benchmark），发现在模拟和真实数据集中，SemiBin的分箱性能显著优于Metabat2、Maxbin2和VAMB等现有工具。总之，SemiBin的开发为从宏基因组数据中恢复高质量基因组提供新的方法和见解。

宏基因组分箱宏基因组组装基因组 (MAGs) 研究论文基础研究人工智能与生物医学

功能性状

METABOLIC：对微生物基因组的功能特征、新陈代谢、生物地球化学和群落尺度功能网络进行高通量分析

作者展示了 METABOLIC 软件（微生物的代谢和生物地球化学分析），它以基于基因组的微生物代谢为基础，能够对菌群生态学和生物地球化学进行一致且可重复的研究，并将推动未培养的生物体整合到代谢和生物地球化学模型中。作者预计 METABOLIC 将使从宏基因组和基因组中更容易解释微生物代谢和生物地球化学，并使菌群研究在不同领域成为可能。METABOLIC 是用 Perl 和 R 编写的，网址为 https://github.com/AnantharamanLab/METABOLIC。

功能性状宏基因组组装基因组 (MAGs) 菌群生物地球化学代谢潜力

宏基因组组装基因组 (MAGs)

Nature子刊：宏基因组组装基因组实现谱系解析

通过宏基因组测序对微生物基因组进行谱系或菌株解析重建一直是一个重要但难以实现的目标,本文评述了Bickhart 等人通过结合使用 HiFi 测序、Hi-C 分箱和计算定相方法来解析基因组分箱，从被测序的绵羊粪便样本中产生数百个谱系解析基因组，朝着这一目标迈出了一大步,其介绍了 MAGPhase，这是一种改编自转录本异构体分析的定相方法，该方法使用单核苷酸多态性和测序深度来产生谱系解析的 MAGs，其提出了令人信服的证据，证明这些确实是单独的谱系，包括读长深度覆盖图和对装配图的仔细检查，还证明，与其他宏基因组方法相比，该技术在组装生物合成基因簇方面具有更高的预测能力，以及重建宿主-质粒关联的能力。

宏基因组组装基因组 (MAGs) 谱系解析 HiFi 测序重叠群分箱

宏基因组组装基因组 (MAGs)

Naure子刊：从复杂的菌群中生成谱系分辨率的、完整的宏基因组组装基因组

本研究作者提出了一项原理验证研究，将 HiFi 测序应用于复杂菌群，使用来自寄生虫感染的羔羊的粪便样本的极深测序，并结合来自同一样本的 Hi-C 数据。作者记录并量化了具有 HiFi 读长的 MAGs 组装的改进，并提出了一种称为 MAGPhase 的计算方法来对这些 MAGs中的替代单核苷酸多态性 (SNP) 单倍型进行定相，以提供更精细的样本后代谱系变异分辨率。作者进一步表明，HiFi 组件极大地提高了将移动遗传元件分配给宿主基因组的精度，以及从宏基因组数据推断完整的生物合成基因簇。

宏基因组组装基因组 (MAGs) Hi-C 分箱变异单倍型移动遗传元件长读长

鸡肠道菌群

中国农大团队：鸡肠道菌群的参考基因组和基因集用于解析耐药基因

中国农业大学胡永飞团队在Communications Biology发表研究，结合来自中国和欧洲国家的鸡肠道菌群的宏基因组数据，构建了一个完整的鸡肠道菌群参考基因集和基因组集，并使用多种生物信息学工具和数据库对组装的基因和基因组集进行了注释和分析，同时还使用新组装的宏基因组组装基因组 (MAGs)和基因集对鸡肠道菌群中的耐药基因 (ARGs)进行了分析，并比较了鸡和人类肠道抗生素抗性组。这些整合的基因和基因组集资源对于更好地了解鸡肠道菌群的结构和功能至关重要。本研究提供了迄今为止最大的鸡肠道整合宏基因组数据集，并证明了其在探索鸡肠道菌群基因方面的价值。

鸡肠道菌群肠道抗性组宏基因组组装基因组 (MAGs) 抗生素抗性基因 (ARGs)