比较基因组学
互联网
2135
比较基因组学
综合微生物资源(comprehensivemicrobialresource，CMR)储存所有已测序微生物基因组的数据库(Peterson等，2001)。它提供给科研团体关于比较基因组学的基因组中和基因组间相互关系、基因组多样性、进化研究的信息。它显示完整基因组分析结果，例如基因组范围联配点图、圆形示意图、多个物种之间共有基因的表格。这一界面根据基因的性质进行多种数据提取，包括分子量、疏水性、G+C含量、功能角色分配和分类。检测单一基因的用户也可以将基因与来源于其他有机体的、具有相似功能的基因进行比较，比较的基础是TIGRFam(Haft等，2001)或PFam(Bateman等，2000)蛋白质家族成员、直系同源基因群簇(clusters Of orthologous groups，COG) (Tatusov，Koonin和Lipman，1997)、序列相似性、共同酶分类(EC)数和共同功能分类(Riley，1993)。
CMR对于比较各种人类病原体基因组非常有用。例如一组物种共有的基因，除编码有持家功能(如复制和翻译)的基因之外，常常可指示出代谢通路和细胞结构，而这些正是所比较物种的特性。另外，被确认为某一物种所特有的基因常含有可移动元件，如噬菌体、致病岛，也包括毒性决定簇、抗性基因和宿主与病原体相互作用的蛋白质。对共有基因和独特基因的分析得出关于物种生物学、生存方式和毒性的深入了解，与先前已知的信息，如致病表型、组织嗜性、流行病学资料结合时尤其如此。
如前所述，完整的基因组序列数据与来自其他相关物种或菌株的基因组序列草图相比较有相对优势。为实现这一目标，来自未完成测序基因组的连续区段被尽可能好地排序，这些由MUMmer及其衍生型完成(Delcher等，2002)，然后连接成假想基因组，结合连续区段之间终止密码子的6种可能读码框。然后自动预测ORF，用上述方法注释和为基因指定功能角色。假想基因组序列和其中的一组基因就可以用CMR提供的工具进行分析。因为这些过程完全自动化，许多物种和菌株可以在近乎自动化的情况下以这种方式分析。除CMR为主要的物种间分析设计的通用工具外，TIGR现在发展了Manatee的扩展型，能够分析多个紧密相关的物种，可实现在核酸和蛋白质水平的全基因组联配、SNP和较大尺寸上的多态性、蛋白质对之间的同义替换。这一系统也可以显示未完成基因组中连续区段与完整基因组的联配，其中含有重叠框架信息和估算的区段间距离。这促进了被判断为与某一完整基因组相关的新增基因组的结尾过程。实际上，物理间隙转化为已知尺寸的间隙，就可以尝试用简单的PCR补齐。尽管高度相关的物种和菌株之间的间隙将以这种方式衔接，但是还有一些因为新基因组中的倒位和插入而不能用这种方式衔接。
