Ändra sökning
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Recovering 2,032 Baltic Sea microbial genomes by optimized metagenomic binning
KTH, Centra, Science for Life Laboratory, SciLifeLab. KTH, Skolan för kemi, bioteknologi och hälsa (CBH), Genteknologi.
Leibniz Institute for Baltic Sea Research, Warnemünde, Germany.
Leibniz Institute for Baltic Sea Research, Warnemünde, Germany.
Centre for Ecology and Evolution in Microbial Model Systems, Linnaeus University, Kalmar, Sweden.
Visa övriga samt affilieringar
(Engelska)Manuskript (preprint) (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Aquatic microorganism are key drivers of global biogeochemical cycles and form the basis of aquatic food webs. However, there is still much left to be learned about these organisms and their interaction within specific environments, such as the Baltic Sea. Crucial information for such an understanding can be found within the genome sequences of organisms within the microbial community.

In this study, the previous set of Baltic Sea clusters, constructed by Hugert et al., is greatly expanded using a large set of metagenomic samples, spanning the environmental gradients of the Baltic Sea. In total, 124 samples were individually assembled and binned to obtain 2,032 Metagenome Assembled Genomes (MAGs), clustered into 353 prokaryotic and 14 eukaryotic species- level clusters. The prokaryotic genomes were widely distributed over the prokaryotic tree of life, representing 20 different phyla, while the eukaryotic genomes were mostly limited to the division of Chlorophyta. The large number of reconstructed genomes allowed us to identify key factors determining the quality of the genome reconstructions.

The Baltic Sea is heavily influenced of human activities of which we might not see the full implications. The genomes reported within this study will greatly aid further studies in our strive for an understanding of the Baltic Sea microbial ecosystem.

Nationell ämneskategori
Bioinformatik och systembiologi Mikrobiologi
Identifikatorer
URN: urn:nbn:se:kth:diva-227963OAI: oai:DiVA.org:kth-227963DiVA, id: diva2:1205873
Forskningsfinansiär
BONUS - Science for a better future of the Baltic Sea region, Art 185Vetenskapsrådet, 2011-5689
Anmärkning

QC 20180516

Tillgänglig från: 2018-05-15 Skapad: 2018-05-15 Senast uppdaterad: 2018-05-16Bibliografiskt granskad
Ingår i avhandling
1. Bioinformatic Methods in Metagenomics
Öppna denna publikation i ny flik eller fönster >>Bioinformatic Methods in Metagenomics
2018 (Engelska)Doktorsavhandling, sammanläggning (Övrigt vetenskapligt)
Abstract [en]

Microbial organisms are a vital part of our global ecosystem. Yet, our knowledge of them is still lacking. Direct sequencing of microbial communities, i.e. metagenomics, have enabled detailed studies of these microscopic organisms by inspection of their DNA sequences without the need to culture them. Furthermore, the development of modern high- throughput sequencing technologies have made this approach more powerful and cost-effective. Taken together, this has shifted the field of microbiology from previously being centered around microscopy and culturing studies, to largely consist of computational analyses of DNA sequences. One such computational analysis which is the main focus of this thesis, aims at reconstruction of the complete DNA sequence of an organism, i.e. its genome, directly from short metagenomic sequences.

This thesis consists of an introduction to the subject followed by five papers. Paper I describes a large metagenomic data resource spanning the Baltic Sea microbial communities. This dataset is complemented with a web-interface allowing researchers to easily extract and visualize detailed information. Paper II introduces a bioinformatic method which is able to reconstruct genomes from metagenomic data. This method, which is termed CONCOCT, is applied on Baltic Sea metagenomics data in Paper III and Paper V. This enabled the reconstruction of a large number of genomes. Analysis of these genomes in Paper III led to the proposal of, and evidence for, a global brackish microbiome. Paper IV presents a comparison between genomes reconstructed from metagenomes with single-cell sequenced genomes. This further validated the technique presented in Paper II as it was found to produce larger and more complete genomes than single-cell sequencing.

Abstract [sv]

Mikrobiella organismer är en vital del av vårt globala ekosystem. Trots detta är vår kunskap om dessa fortfarande begränsad. Sekvensering direkt applicerad på mikrobiella samhällen, så kallad metagenomik, har möjliggjort detaljerade studier av dessa mikroskopiska organismer genom deras DNA-sekvenser. Utvecklingen av modern sekvenseringsteknik har vidare gjort denna strategi både mer kraftfull och mer kostnadseffektiv. Sammantaget har detta förändrat mikrobiologi-fältet, från att ha varit centrerat kring mikroskopi, till att till stor del bero på dataintensiva analyser av DNA-sekvenser. En sådan analys, som är det huvudsakliga fokuset för den här avhandlingen, syftar till att återskapa den kompletta DNA-sekvensen för en organism, dvs. dess genom, direkt från korta metagenom-sekvenser.

Den här avhandlingen består av en introduktion till ämnet, följt av fem artiklar. Artikel I beskriver en omfattande databas för metagenomik över Östersjöns mikrobiella samhällen. Till denna databas hör också en webbsida som ger forskare möjlighet att lätt extrahera och visualisera detaljerad information. Artikel II introducerar en bioinformatisk metod som kan återskapa genom från metagenom. Denna metod, som kallas CONCOCT, används för data från Östersjön i artikel III och Artikel V. Detta möjliggjorde återskapandet av ett stort antal genom. Analys av dessa genom presenterad i Artikel III ledde till hypotesen om, och belägg för, ett globalt brackvattenmikrobiom. Artikel IV innehåller en jämförelse mellan genom återskapade från metagenom och individuellt sekvenserade genom. Detta validerade metoden som presenterades i Artikel II ytterligare då denna metod visade sig producera större och mer kompletta genom än sekvensering av individuella celler.

Ort, förlag, år, upplaga, sidor
Stockholm: KTH Royal Institute of Technology, 2018. s. 51
Serie
TRITA-CBH-FOU ; 2018:25
Nyckelord
Bioinformatics, Metagenomics, Microbiome, Binning, Baltic Sea, Bioinformatik, Metagenomik, Mikrobiom, Binning, Östersjön
Nationell ämneskategori
Bioinformatik och systembiologi Bioinformatik (beräkningsbiologi) Mikrobiologi
Identifikatorer
urn:nbn:se:kth:diva-227965 (URN)978-91-7729-799-4 (ISBN)
Disputation
2018-06-08, Air and Fire, Science for Life Laboratory, Tomtebodavägen 23, Solna, 10:00 (Engelska)
Opponent
Handledare
Forskningsfinansiär
BONUS - Science for a better future of the Baltic Sea region, Art 185
Anmärkning

QC 20180516

Tillgänglig från: 2018-05-16 Skapad: 2018-05-15 Senast uppdaterad: 2018-05-16Bibliografiskt granskad

Open Access i DiVA

Fulltext saknas i DiVA

Personposter BETA

Alneberg, JohannesAndersson, Anders F.

Sök vidare i DiVA

Av författaren/redaktören
Alneberg, JohannesAndersson, Anders F.
Av organisationen
Science for Life Laboratory, SciLifeLabGenteknologi
Bioinformatik och systembiologiMikrobiologi

Sök vidare utanför DiVA

GoogleGoogle Scholar

urn-nbn

Altmetricpoäng

urn-nbn
Totalt: 1892 träffar
RefereraExporteraLänk till posten
Permanent länk

Direktlänk
Referera
Referensformat
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Annat format
Fler format
Språk
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Annat språk
Fler språk
Utmatningsformat
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf