隨著宏基因組學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展,以及測序成本的下降,基于宏基因組學(xué)的抗生素抗性基因（antibiotic resistance genes, ARGs）鑒定技術(shù)逐漸成為主流技術(shù)。本綜述總結(jié)了基于宏基因組學(xué)的抗生素抗性基因鑒定的主要技術(shù)和方法,詳細(xì)綜述了各種鑒定技術(shù)的實(shí)現(xiàn)流程,并評述了各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)。本研究認(rèn)為基于功能宏基因組學(xué)方法可以發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有ARGs數(shù)據(jù)庫沒有記錄的新的抗生素抗性基因�；跈C(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)比基于AGRs數(shù)據(jù)庫比對和搜索的軟件有更高的敏感性和特異性�；贏RGs數(shù)據(jù)庫搜索的方法優(yōu)點(diǎn)是操作簡單,對于生物信息學(xué)技能欠缺的研究者選擇在線計算工具也是明智的選擇。 

【文章來源】：基因組學(xué)與應(yīng)用生物學(xué). 2019,38(09)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

抗生素抗性基因傳播Figure1antibioticresistancegenetransmission

和注釋。宏基因組克隆的基于表型的篩選提供關(guān)于基因功能的重要信息，接下來就可以進(jìn)行基因的詳細(xì)注釋，進(jìn)而得到新的抗生素抗性基因。功能宏基因組學(xué)降低了實(shí)驗成本，增加了實(shí)驗的通量，有利于從不同生境中提取抗生素抗性基因。重要的是，不需要培養(yǎng)目標(biāo)微生物，并且可以發(fā)現(xiàn)新的抗性基因(Adu-Oppongetal.,2017;Croftsetal.,2017)。基于功能宏基因組學(xué)進(jìn)行抗生素抗性基因發(fā)現(xiàn)，其中重要的實(shí)驗步驟是宏基因組文庫的制備，包括DNA剪切，克隆到載體，并轉(zhuǎn)化的異源宿主，然后進(jìn)行功能篩選，最后進(jìn)行DNA片段擴(kuò)增和測序(圖2)。完整的功能宏基因組學(xué)無疑是ARGs研究中一個重要方法，因為它可以用來鑒定和表征新的ARGs。新的耐藥機(jī)制的鑒定和描述可以促進(jìn)新型抗菌化合物的發(fā)現(xiàn)和新藥的開發(fā)。在ARG數(shù)據(jù)庫中添加新的抗性元件，例如ARDB和CARD抗生素抗性基因數(shù)據(jù)庫，對于抗菌藥物耐藥性的進(jìn)一步研究至關(guān)重要。基于宏基因組文庫的分析方法，DeCastroAP的綜述文章有十分詳細(xì)的描述(KnuppdosSantosetal.,2017)。3.2基于數(shù)據(jù)庫比對與搜索的方法通過搜索相應(yīng)的ARGs數(shù)據(jù)庫，例如ARDB(LiuandPop,2009)或CARD數(shù)據(jù)庫(McArthuretal.,2013;Jiaetal.,2017)，但是這種方法只能鑒定出已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的ARGs，對于未知的ARGs則無能為力。3.3基于機(jī)器學(xué)習(xí)的鑒定方法Boulund等(2012)提出了一種識別核苷酸序列中氟喹諾酮抗生素qnr抗性基因的新方法，他們采用了隱馬爾可夫模型的方法來識別抗生素qnr抗性基因，后來他們對這種方法進(jìn)行了優(yōu)化(Boulundetal.,圖2用功能宏基因組學(xué)進(jìn)行抗生素抗性基因發(fā)現(xiàn)流程Figure2Schematicofantibioticresistancegenediscoveryusingfunctionalmetagenomics4105


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