纽约(基因组网)-当威尔康奈尔医学院的研究人员检查了生活在整个纽约地铁系统的微生物群落时，他们发现了一种新的微生物群落研究人员发现以至于他们测序的近一半DNA无法与任何已知生物匹配。此外，由克里斯托弗·梅森(Christopher Mason)领导的研究小组在他们采样的每个地点都发现了“分子回声”，这样就可以通过宏基因组测序来预测给定样本来自哪个地铁站。
现在，研究人员组成了一个联盟，叫做MetaSUB地铁和城市生物群落的元基因组学和元设计，将研究扩展到全球45个城市。Mason告诉GenomeWeb，其目标是更好地描述微生物群落的特征——弄清楚存在什么物种，城市的微生物组成在哪里以及如何不同——以及寻找新的潜在抗生素和小分子，并对抗菌素耐药性基因和致病物种进行分类。
梅森说:“我们相信，这将代表所谓的宏基因组取证的开端。”
45个城市的研究人员将在今年6月21日对交通站点进行抽样，以配合海洋采样日——每年夏至时对海洋微生物群落进行采样。
梅森说，每个城市的交通站点都将被采样三份，根据城市的不同，可能会分析多个站点。梅森说，我们的目标是在未来五年里，每年至少对每个地点进行一次采样。梅森说，除了这个主要目标之外，还有许多处于不同开发阶段的子项目。例如，在纽约市，研究人员正在分析布鲁克林Gowanus运河的宏基因组样本，该运河于2010年被美国环境保护署宣布为超级基金所在地。波兰还计划做一个单独的子项目，分析城市有毒场所的微生物群落;里约热内卢正在策划一个围绕夏季奥运会的项目;梅森说，巴塞罗那正在开展一项公民科学推广计划。
梅森说，在接下来的两个月里，该联盟将为从采样、提取、测序到分析的整个过程设计标准操作协议。
梅森说，该联盟希望同时获得地表样本和气溶胶样本。
协议标准化的一个挑战是每个国家有不同的进出口法律。例如，梅森说，该组织意识到，它计划用来收集表面样本的尼龙棉签无法进口到韩国。
同样，进口和出口DNA和RNA的限制因国家而异，因此尽管在一个集中的地点进行所有测序以减少批量效应是理想的，但Mason说最有可能有四个测序中心。这四个中心都将使用类似的控制和相同的协议。一些数据集将能够由多个中心处理。梅森说:“我们仍在逐步完善各个国家的相关法律。”
在图书馆准备方面，该联盟主要测试了Qiagen公司的QiaSeq FX和Illumina公司的TruSeq套件。梅森说，这两种方法都很好，但财团还没有决定使用哪一种。
Mason说，测序将在不同的平台上进行。大部分测序将使用Illumina技术进行，但Mason说，该小组希望至少有一部分样本也使用长读技术进行测序，以验证正交技术的发现，并从长读中收集额vwin德赢ac米兰合作外的信息。
他们计划对一些样本使用太平洋生物科学公司的单分子测序技术，以获得更长的读数，并对进行一些纳米孔测序感兴趣，特别是如果研究人员能够直vwin德赢ac米兰合作接在该地点进行测序的话。梅森说，最近，该小组开始讨论使用10X基因组公司的链接阅读技术的可能性，他们还计划使用实时PCR进行一些定向捕获。vwin德赢ac米兰合作
Mason说道:“我们非常不了解平台。“我们希望样本的一个子集通过独立的技术和有针对性的捕获进行独立验证，以确保我们验证一些发现。”vwin德赢ac米兰合作
Mason说，目前，该团队正在比较大约10种不同的信息分析工具，以确定使用哪一种或更有可能使用哪种工具组合。一般来说，这些工具往往是“灵敏度和特异性的权衡”，梅森说，所以“如果你把这些工具结合起来，你会得到更好的答案。”他说，该联盟即将完成这项研究。
梅森预计，一旦项目启动，每年将分析大约10,000个样本，每个样本的成本约为100美元，因此该财团将至少需要500万美元来资助这个为期五年的项目。但是，他说，这只包括进行实验的实际成本，而不包括人员成本。Mason说，研究人员正在申请大量赠款，并与供应商合作以减少试剂和设备，而一些城市正在为一些子项目提供费用。
研究人员希望在整个项目过程中测试一些假设。例如，在最初的纽约地铁研究中，他们发现不同的地铁站有独特的宏基因组谱。2009年桑迪飓风后被淹没的车站有大量的Pseudoalteromonas，可在海洋环境中找到，以及Shewanella frigidimarina这是另一种以前被认为与南极有关的海洋相关物种。
此外，在纽约的研究中，梅森说，研究人员发现地铁乘客的密度会影响特定车站的微生物多样性，研究人员将看看这一发现是否在全球范围内都适用。
此外，他预计还会发现新的物种，其中一些将是世界上特定地区特有的本地物种。
特别是，该联盟计划研究抗微生物药物耐药性基因的流行情况。梅森说:“从来没有一个关于抗菌素耐药性标志物的完整的全球快照。”大多数抗微生物药物耐药性基因的研究都是在医院暴发或个体感染的背景下进行的。所以，看看这些基因在公共场所有多普遍，以及靠近医院的地铁站是否有更大的基因密度，将是一件有趣的事情。
梅森说，对于一些样本，除了宏基因组测序外，研究人员还将进行有针对性的捕获，以寻找特定的细菌和病毒。例如，他说，在一些地点，研究人员将专门测试寨卡病毒。然而，RNA病毒不能在表面存活很长时间，所以他们不太可能在任何样本中发现寨卡病毒。“在某些方面，这几乎是一种消极的控制，”梅森解释道。“我们希望不要看到它。”一个更有可能的发现是流感病毒，因为当一些国家取样时将是流感季节。
梅森说，随着项目的推进，他希望能产生更多的子项目和合作者。他说:“这将是一个中心和辐条的模式，但我们想让人们更容易加入，也更容易相互学习。”