macでインフォマティクス

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NGS関連のインフォマティクス情報についてまとめています。

バクテリアとアーキアのデータベース EzBioCloud

2019 7/5 関連ツール追記について追記

 

 現代のバクテリア古細菌分類学の目標の1つは種の客観的定義である。分類を決定するプロセスは、新しいテクノロジーの出現により、時とともに継続的に改善されてきた。 PCRとそれに続く16S rRNA遺伝子のシークエンシングは、バクテリア古細菌の系統学に関する我々の理解に革命をもたらした。ほとんどすべての既知の種を網羅する包括的な16S rRNA遺伝子データベースの導入[論文より、ref.1]〜[ref.4]により、新規の種の発見率が大幅に向上した。しかし、16S rRNA遺伝子のバイオインフォマティックな比較が特定の株を同定する客観的で信頼できる方法を提供するとしても、種レベルでの使用では重大な制限がある。ほとんど同一の16S rRNA遺伝子配列であっても、2つの株が同じ種に属することを保証するわけではない[ref.5、6]。この問題を克服するために、DNA-DNAハイブリダイゼーションと呼ばれる実験的アプローチが、16S rRNA遺伝子に基づく分類を補完するために使用されきた[ref.7]。ごく最近では、エラーが発生しやすく面倒なDNA-DNAハイブリダイゼーションを置き換えるためにゲノムデータの使用が推奨されていた。種の境界を定義するために、いくつかの総合的なゲノム関連性指標(OGRIs)が提案された[ref.8]。例えば、平均ヌクレオチド同一性(ANI)[ref.9]とOrthoANI [ref.10]は、種の境界が95〜96%であることを示唆していた。

 ゲノム配列は、suprageneric phylogenyの評価、種の認識[ref.8]、および一塩基多型の少ない臨床クローンの識別[ref.11]に使用できるため、バクテリア分類学だけでなく他の微生物学分野についても大幅に改善されることは明らかである。 16S rRNA遺伝子のように、すべてのタイプの株の品質管理されたゲノムデータベースの構築は、ゲノミクスに基づく分類法をより広く応用するための前提条件である[ref.12]。

 NCBIアセンブリデータベース(www.ncbi.nlm.nih.gov / assembly)などの主要な公的データベースでは、現在、およそ70,000のゲノム配列が利用可能である(論文執筆時点)。これらのゲノムは、基本的な応用微生物学のためのリソースとして大きな可能性を秘めているが、分類名のようなメタデータはかなりのキュレーションを必要とする。ここでは、16S rRNA遺伝子とゲノム配列によって表される細菌と古細菌の完全な分類学的階層を持つ統合データベースを紹介する。すべてのゲノムは、遺伝子ベースの検索とOrthoANI [ref.10]の計算の組み合わせを使用して、属、種または亜種のレベルで分類学的に同定された。 62,000以上のクオリティフィルタリングされたゲノムの統合により、DNAのG + C含有量、ゲノムサイズ、および各分類群のその他の重要なゲノム機能に関する包括的なレポートを作成することができる。データベースと関連検索ツールはwww.ezbiocloud.net/で入手できる。

 

 EzBioCloudに関するツイート


Tutorials

Tutorials | EzBioCloud Help center

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User guide

https://help.ezbiocloud.net/user-guide/

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使い方

ここでは16SメタアンプリコンシーケンスAppsを使う流れについて簡単に説明する。

EzBioCloud Appsにアクセスする。

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16S-based MTPをクリックする。ログインする。

 

ローカルからfastq/fastaをアップロードする。

Uploadをクリック

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パラメータ設定ウィンドウにジャンプする。

デフォルトターゲットはbacteriaとなっている。古細菌にも変更できる。

https://www.ezbiocloud.net/mtp/view_myMTPList

f:id:kazumaxneo:20190110222046p:plainシーケンスタイプはデフォルトではペアエンド。右のselect fastq/fastaからファイルをアップロードする(.gzにも対応。上限は1GB)。

 

ペアエンドのfastqの場合、アップロード後に出現したアイコンをクリック、ペアエンドとして認識させる。

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Yesを選択。

 

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一番下のrequest the pipelineボタンを押すとジョブが始まる。

f:id:kazumaxneo:20190110215031p:plainジョブの進捗は右のタブから確認できる。 

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Run status付近をクリックすれば非表示になる。

 

 

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Alpha diversity

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Taxonomic hierarchy

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Taxonomic composition

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Selected taxa

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Krona

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Word Cloud

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MTP 2.0 BETA

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クリックすればさらに中に入れる。

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たくさんの機能があるデータベースです。チュートリアルも充実しています。アクセスしてみて下さい。

16S “Identify” Workflow with EzBioCloud.net

[EzEditor2] 16S "Identify" Workflow with EzBioCloud.net | EzBioCloud Help center

How to use EzBioCloud 16S database with QIIME

https://help.ezbiocloud.net/how-to-use-ezbiocloud-16s-database-qiime/

Comparative Genomics of Vibrio cholerae

[Tutorial] Comparative Genomics of Vibrio cholerae | EzBioCloud Help center

 

他のツール

https://www.ezbiocloud.net/tools

 

追記

Taxnomy検索

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ANIcalculator

https://www.ezbiocloud.net/tools/ani

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16S rRNAホモロジーサーチ(NCBI 16S rRNAより分かりやすい)。

https://www.ezbiocloud.net/identify

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16Sの一部領域(可変領域等)で良いので、配列を貼り付けて検索する。


Introducing EzBioCloud: a taxonomically united database of 16S rRNA gene sequences and whole-genome assemblies

Yoon SH, Ha SM, Kwon S, Lim J, Kim Y, Seo H, Chun J

Int J Syst Evol Microbiol. 2017 May;67(5):1613-1617