微生物代謝組學(xué)？通過代謝組學(xué)研究，不僅可以發(fā)現(xiàn)生物體在受到各種內(nèi)外環(huán)境擾動(dòng)后的不同應(yīng)答，還可以區(qū)分同種不同個(gè)體之間的表型差異。因此，代謝組學(xué)在國際醫(yī)藥、動(dòng)植物、微生物等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。代謝組學(xué)的優(yōu)勢(shì)不僅在于其技術(shù)的通用性和易接受性，還在于其能夠揭示生物體在不同環(huán)境條件下的代謝狀態(tài)變化。那么，微生物代謝組學(xué)？一起來了解一下吧。
代謝組學(xué)入門到精通問題匯總答案
01. 代謝組學(xué)的定義是什么？代謝組學(xué)研究生物體在特定條件下的所有小分子代謝物，通過定性定量分析揭示代謝規(guī)律。
02. 代謝組學(xué)的研究步驟包括哪些？ 樣品處理 數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)預(yù)處理 數(shù)據(jù)分析 標(biāo)志物識(shí)別 通路分析
03. 代謝組學(xué)的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)有哪些？關(guān)注內(nèi)源性化合物：專注于生物體內(nèi)自然產(chǎn)生的代謝物。 疾病診斷和藥物篩選：提供疾病生物標(biāo)志物和藥物作用機(jī)制信息。 生物學(xué)機(jī)理橋梁：連接基因、蛋白質(zhì)和表型，提供深入生物學(xué)理解。 代謝物研究深入：相比基因和蛋白質(zhì)，代謝物水平的變化更直接反映生物狀態(tài)。
04. 生物學(xué)重復(fù)的建議樣本數(shù)量是多少？ 臨床樣本：N≥30 動(dòng)物樣本：N≥10 細(xì)胞樣本：N≥8 植物和微生物樣本：N≥8
05. 代謝組學(xué)常用的檢測(cè)平臺(tái)有哪些？ GCMS LCMS，因其靈活性和高通量性常用 NMR
0609. 關(guān)鍵術(shù)語解釋LCMS/MS：液相色譜質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)，用于高靈敏度檢測(cè)。
代謝組學(xué)研究思路主要包括以下幾點(diǎn)：
代謝組學(xué)概述：
代謝組學(xué)是研究分子量小于1000Da的小分子的學(xué)科，如糖、有機(jī)酸、脂質(zhì)、氨基酸、芳香烴等。
通過分析特定時(shí)期或條件下的生物體組分或細(xì)胞的全部代謝產(chǎn)物，以尋找差異代謝物。
代謝組學(xué)的分類：
非靶向代謝組學(xué)：廣泛用于生物標(biāo)志物的尋找和驗(yàn)證，能檢測(cè)更多差異代謝物。
靶向代謝組學(xué)：針對(duì)特定目標(biāo)代謝物進(jìn)行研究，更專注于特定代謝路徑或疾病相關(guān)的代謝物。
應(yīng)用領(lǐng)域：
涵蓋農(nóng)林、畜牧業(yè)、基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)、臨床診斷、生物醫(yī)藥和微生物領(lǐng)域等。
研究思路：
單獨(dú)或聯(lián)合其他組學(xué)分析：整合轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、微生物組學(xué)等不同層面的信息，構(gòu)建基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，深入理解分子調(diào)控及因果關(guān)系。
揭示生物進(jìn)程和疾病過程中的分子機(jī)理和遺傳基礎(chǔ)：通過代謝組學(xué)研究，揭示生物體內(nèi)代謝物的變化，進(jìn)而理解生物進(jìn)程和疾病的發(fā)生機(jī)制。
代謝組是測(cè)定細(xì)胞內(nèi)所有代謝小分子（如TAC里面各種代謝產(chǎn)物）的含量，蛋白質(zhì)組是測(cè)定體內(nèi)各種蛋白質(zhì)含量。 相同點(diǎn)大概就是都主要是靠質(zhì)譜 蛋白質(zhì)組已經(jīng)比較成熟，有很好的搜庫（鑒定）手段，以及比較好定量手段，如SILAC，TMT等方法，一次一般可以測(cè)量幾千個(gè)蛋白 代謝組（可能不同的機(jī)構(gòu)會(huì)有不同，以下僅基于我了解到的數(shù)據(jù)）各個(gè)實(shí)驗(yàn)室一般需要建立自己的庫，一般也就幾百個(gè)小分子。一般會(huì)把質(zhì)譜的正負(fù)離子模式都掃一下，暫時(shí)沒有通用的定量方法，所以數(shù)據(jù)可信度不如蛋白質(zhì)組高 一般蛋白質(zhì)組更為常用，代謝組的話需要有特定的研究方向，比如研究脂肪代謝之類的，就針對(duì)那些油脂分子 PS：用質(zhì)譜研究藥物代謝和研究組學(xué)其實(shí)差別很大的，做組學(xué)的話如果不是某些特殊情況，你自己不會(huì)分析譜圖也不是太影響結(jié)果，只要看得懂by離子就好了?？碙Z的意思，估計(jì)是不需要用到蛋白質(zhì)組了，代謝組我也只是剛開始做，只能說protocol我們用下面這個(gè)，具體的分析步驟得看實(shí)驗(yàn)室需求。代謝組學(xué)有一個(gè)很熱門的應(yīng)用，就是用來鑒定微生物的taxonomy。在不少大的生物技術(shù)公司和農(nóng)業(yè)公司，除了用16S rRNA和基因組判定taxonomy,還會(huì)結(jié)合代謝組學(xué)的數(shù)據(jù)。
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微生物群及其代謝產(chǎn)物在維持人類健康與疾病發(fā)展中扮演著至關(guān)重要的角色。然而，深入了解微生物組和代謝物之間錯(cuò)綜復(fù)雜的相互作用一直是一個(gè)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。尤其是在研究腸道代謝物時(shí)，確定代謝物的來源——是源自腸道微生物的代謝活動(dòng)還是宿主自身的代謝過程——是一個(gè)無法回避的關(guān)鍵問題。
為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，Yu, Gang等人于2022年發(fā)表了一項(xiàng)重要研究[@yu2022metorigin]，其中介紹了一個(gè)能夠區(qū)分微生物和宿主代謝物的創(chuàng)新工具。該工具的核心是一個(gè)經(jīng)過人工驗(yàn)證的代謝物數(shù)據(jù)庫，該數(shù)據(jù)庫根據(jù)代謝物的來源進(jìn)行了分類，包括：
值得注意的是，該工具目前沒有提供R版本，用戶需要訪問其官方網(wǎng)站來使用。本教程旨在指導(dǎo)用戶如何準(zhǔn)備網(wǎng)站所需的輸入文件，以便能夠順利利用這一工具進(jìn)行代謝物來源的區(qū)分分析，從而增進(jìn)對(duì)微生物組和宿主代謝物之間相互關(guān)系的理解。
對(duì)數(shù)據(jù)[OmicsDataSet-Zeybel et al. - 2022.xlsx]處理后生成的，可參考1) 代謝組數(shù)據(jù)分析二：數(shù)據(jù)預(yù)處理；2）代謝組數(shù)據(jù)分析四：差異分析
在準(zhǔn)備網(wǎng)站所需的輸入文件時(shí)，確保代謝物以唯一的標(biāo)識(shí)符進(jìn)行標(biāo)識(shí)是至關(guān)重要的。
前言
耶拿大學(xué)Sebastian B?cker課題組在Nature Biotechnology期刊上發(fā)布了一項(xiàng)研究，引入了名為CANOPUS的計(jì)算方法，該方法運(yùn)用深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，從碎片譜中預(yù)測(cè)出2497個(gè)化合物分類，特別針對(duì)那些缺乏光譜和結(jié)構(gòu)參考數(shù)據(jù)的化合物，且無需串聯(lián)質(zhì)譜訓(xùn)練數(shù)據(jù)。此方法預(yù)測(cè)性能卓越。
研究對(duì)象：CANOPUS計(jì)算工具
期刊：Nature Biotechnology
影響因子：54.908
生物技術(shù)：代謝組學(xué)
研究背景
液相色譜質(zhì)譜（LC-MS）在代謝組學(xué)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，可檢測(cè)成百上千的代謝物。然而，由于譜庫不完整和有參考光譜的化合物在亞類中分布不均，預(yù)測(cè)未知分子結(jié)構(gòu)化合物存在挑戰(zhàn)。目前存在三種結(jié)構(gòu)分類策略，包括基于光譜類似度聚類、數(shù)據(jù)庫檢索、使用機(jī)器學(xué)習(xí)直接預(yù)測(cè)化合物類別。Sebastian B?cker課題組提出CANOPUS，通過為每個(gè)代謝產(chǎn)物MS/MS特征分配化合物類別，解決這些問題。
研究技術(shù)路線
研究結(jié)果
工作流程
訓(xùn)練階段：使用支持向量機(jī)（SVMs）從碎片光譜預(yù)測(cè)分子指紋，該指紋作為深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（DNN）的輸入，隨后預(yù)測(cè)所有化合物類別。預(yù)測(cè)階段：給定MS/MS譜作為輸入，通過計(jì)算碎片樹預(yù)測(cè)分子指紋，使用DNN從指紋中預(yù)測(cè)化合物類別。
以上就是微生物代謝組學(xué)的全部內(nèi)容，重要過程：土壤微生物通過分解有機(jī)物、固定氮素、產(chǎn)生生物活性物質(zhì)等過程，對(duì)植物生長發(fā)育、土壤養(yǎng)分循環(huán)和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性起著重要作用。土壤代謝組學(xué)分析有助于揭示這些微生物代謝產(chǎn)物對(duì)植物和土壤功能的調(diào)控機(jī)制。應(yīng)用領(lǐng)域：農(nóng)業(yè)生產(chǎn)：通過比較不同環(huán)境或處理?xiàng)l件下土壤微生物代謝組的差異，內(nèi)容來源于互聯(lián)網(wǎng)，信息真?zhèn)涡枳孕斜鎰e。如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除。
