生科云網(wǎng)址：https://www./

編譯：微科盟-草重木雪，編輯：微科盟Emma、江舜堯。

微科盟原創(chuàng)微文，歡迎轉(zhuǎn)發(fā)轉(zhuǎn)載。

導(dǎo)讀

通過連接基因組和代謝信息，宏蛋白質(zhì)組學(xué)是理解微生物群落在空間和時(shí)間中如何發(fā)揮作用的重要途徑。國(guó)際宏蛋白質(zhì)組學(xué)社區(qū)很高興地宣布宏蛋白質(zhì)組學(xué)計(jì)劃的啟動(dòng)(www.)，該計(jì)劃的目標(biāo)是通過微生物組研究的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)宏蛋白質(zhì)組學(xué)基礎(chǔ)、進(jìn)展和應(yīng)用的傳播。該計(jì)劃旨在成為新加入者和專家交流、標(biāo)準(zhǔn)化和加速該領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)和生物信息方法的中心信息樞紐和公開會(huì)議場(chǎng)所。本評(píng)論文章在此邀請(qǐng)整個(gè)微生物社區(qū)加入，一起討論與其他學(xué)科潛在的協(xié)同作用，并共同促進(jìn)方法創(chuàng)新，以獲得對(duì)微生物群落功能和動(dòng)態(tài)的更深刻的見解。本文章為宏蛋白質(zhì)組學(xué)的進(jìn)一步發(fā)展以及接下來將要從事蛋白質(zhì)組學(xué)的科研人員提供了指引。

論文ID

原名：The Metaproteomics Initiative: a coordinated approach for propelling the functional characterizationof microbiomes譯名：宏蛋白質(zhì)組學(xué)倡議：推動(dòng)微生物群落功能表征的協(xié)調(diào)方法期刊：MicrobiomeIF：14.650
發(fā)表時(shí)間：2021.12通訊作者：Robert L.Hettich通訊作者單位：美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室

主要內(nèi)容

微生物群落是生物地球化學(xué)循環(huán)的主要驅(qū)動(dòng)因素，是包括植物和動(dòng)物在內(nèi)的生物圈的重要組成部分，也是人類健康的關(guān)鍵因素。高通量基因組測(cè)序技術(shù)揭示了微生物的巨大多樣性和微生物群系內(nèi)生態(tài)相互作用的復(fù)雜性。在過去，破譯這些復(fù)雜的微生物系統(tǒng)的功能一直是一項(xiàng)艱巨的挑戰(zhàn)，但由于最近的技術(shù)進(jìn)步，使得深入研究這些生物分子的功能機(jī)制變得更加容易。宏蛋白質(zhì)組學(xué)就是這樣一種新興方法，它通過分析微生物群落內(nèi)微生物基因的時(shí)空表達(dá)和動(dòng)力學(xué)，開始顯著提高我們對(duì)微生物組功能的理解。蛋白質(zhì)是代謝、內(nèi)穩(wěn)態(tài)、細(xì)胞分裂、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)運(yùn)輸、細(xì)胞間通訊、蛋白質(zhì)合成以及細(xì)胞和細(xì)胞外結(jié)構(gòu)構(gòu)建的主力。蛋白質(zhì)組定義了單個(gè)生物體中的一組蛋白質(zhì)，而宏蛋白質(zhì)組則包含了來自樣品或生態(tài)系統(tǒng)中各種微生物的一整套蛋白質(zhì)。因此，我們應(yīng)鑒定和量化大量蛋白質(zhì)，其中一些可能具有相對(duì)相似的序列，以獲得微生物組功能的表型相關(guān)知識(shí)。宏蛋白質(zhì)組學(xué)信息通過識(shí)別代謝酶和其他蛋白質(zhì)的時(shí)間和空間豐度，分別補(bǔ)充了通過宏基因組學(xué)和宏轉(zhuǎn)錄組學(xué)獲得的遺傳潛力和基因表達(dá)信息。在解釋生物系統(tǒng)的表型方面，宏蛋白質(zhì)組學(xué)也與代謝組學(xué)有很大的互補(bǔ)。重要的是，由于代謝酶之間的序列差異，宏蛋白質(zhì)組學(xué)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)了微生物組生態(tài)系統(tǒng)中“哪個(gè)生物體在做什么”，并能夠識(shí)別微生物組中負(fù)責(zé)給定代謝物豐度變化的特定成員。因此，宏蛋白質(zhì)組學(xué)在其他多組學(xué)方法中處于關(guān)鍵位置，以實(shí)現(xiàn)直接的基因型-表型聯(lián)系。特別是，它促進(jìn)了核苷酸信息和代謝輸出之間的聯(lián)系。此外，結(jié)構(gòu)蛋白、生物膜蛋白組分和其他細(xì)胞外酶的鑒定將宏蛋白質(zhì)組學(xué)與其他組學(xué)區(qū)分開來，從而對(duì)微生物組功能有了獨(dú)特的見解。因此，宏蛋白質(zhì)組學(xué)為揭示微生物群落內(nèi)部的微生物網(wǎng)絡(luò)提供了可靠的數(shù)據(jù)，并為充分理解其與環(huán)境的相互作用提供了獨(dú)特的信息。宏蛋白質(zhì)組學(xué)可以捕獲所有生命領(lǐng)域的數(shù)據(jù)，這對(duì)于理解宿主相關(guān)的生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要，其中蛋白質(zhì)和肽代表著基本的“分子交換貨幣”。因此，宿主-共生體界面上的宏蛋白質(zhì)組學(xué)“快照”在描繪微生物和宿主相互相關(guān)的功能方面是獨(dú)一無二的。在過去的十年中，樣品制備、高分辨率肽/蛋白分離和分析以及數(shù)據(jù)解釋策略的改進(jìn)極大地推動(dòng)了宏蛋白質(zhì)組學(xué)的發(fā)展。事實(shí)上，宏蛋白質(zhì)組學(xué)主要通過基于分類群特異性肽的識(shí)別和量化的微生物群落功能評(píng)估，已經(jīng)幫助解決了一些原本非常復(fù)雜的研究問題。例如，在實(shí)驗(yàn)室控制的反應(yīng)器中，用宏蛋白質(zhì)組學(xué)挑戰(zhàn)缺氧條件下土壤中積累的多酚是否在微生物中不可用；Olavius algarvensis是一種無內(nèi)臟的海洋蠕蟲，依靠其細(xì)菌共生體來應(yīng)對(duì)營(yíng)養(yǎng)貧乏的環(huán)境，宏基因組學(xué)在其中突出了碳和能源使用的不尋常途徑；代謝綜合征患者的糞便宏蛋白質(zhì)組學(xué)揭示了腸道炎癥的水平以及細(xì)菌組成及其代謝的細(xì)微變化。1. 宏蛋白質(zhì)組計(jì)劃簡(jiǎn)介雖然宏基因組和宏轉(zhuǎn)錄組方法共享一個(gè)相當(dāng)統(tǒng)一和標(biāo)準(zhǔn)化的通用技術(shù)測(cè)量平臺(tái)，但宏蛋白質(zhì)組學(xué)的實(shí)驗(yàn)協(xié)議要廣泛得多，并且正在積極開發(fā)中。這給評(píng)估以及比較結(jié)果和能力帶來了挑戰(zhàn)。此外，目前，宏蛋白質(zhì)組學(xué)受益于宏基因組的測(cè)序、組裝和注釋，以準(zhǔn)確解讀數(shù)據(jù)。因此，要將宏蛋白質(zhì)組學(xué)推向前所未有的微生物組功能分析水平，需要一個(gè)擴(kuò)展和協(xié)調(diào)的發(fā)展階段，在這個(gè)階段中，分析科學(xué)家、蛋白質(zhì)生物化學(xué)家、生物信息學(xué)家、統(tǒng)計(jì)學(xué)家、微生物學(xué)家和其他多組學(xué)專家之間的所有可能的協(xié)同作用都應(yīng)該得到利用。目前宏蛋白質(zhì)組學(xué)的積極勢(shì)頭對(duì)于這種轉(zhuǎn)變來說特別成熟。重要的是，微生物組研究社區(qū)需要通過改進(jìn)的教育資源進(jìn)行知識(shí)傳播，以便社區(qū)成員了解宏蛋白質(zhì)組學(xué)可以提供的可能性，并了解該領(lǐng)域的現(xiàn)實(shí)狀況。理想情況下，微生物組和宏蛋白質(zhì)組學(xué)社區(qū)應(yīng)該能夠通過配備了最先進(jìn)的儀器和強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析專業(yè)知識(shí)的專業(yè)開放平臺(tái)，更容易地獲取最新的方法。如果我們提高標(biāo)準(zhǔn)，教育整個(gè)社區(qū)，并促進(jìn)新的概念進(jìn)步，從而促進(jìn)宏蛋白質(zhì)組學(xué)的適用性，以解決廣泛的關(guān)鍵生物學(xué)問題，才能實(shí)現(xiàn)在方法學(xué)和數(shù)據(jù)分析方面進(jìn)一步提升宏蛋白質(zhì)組學(xué)的積極影響。顯然，宏蛋白質(zhì)組學(xué)現(xiàn)在已經(jīng)足夠成熟，可成為當(dāng)前和未來微生物研究項(xiàng)目中實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的一個(gè)重要組成部分。越來越多使用宏蛋白質(zhì)組學(xué)的研究人員有機(jī)會(huì)在一些國(guó)際研討會(huì)上會(huì)面（2016年2月在德國(guó)馬格德堡、2017年6月在意大利阿爾蓋羅、2018年12月在德國(guó)萊比錫、2021年6月線上以及，2021年9月于盧森堡）并啟動(dòng)了具體行動(dòng)，例如培訓(xùn)課程和實(shí)驗(yàn)室間切磋。在過去的一年中，這個(gè)社區(qū)的成員經(jīng)常討論各種各樣的主題，例如需要一個(gè)地方讓新成員和專家可以討論和啟動(dòng)新項(xiàng)目，希望將宏蛋白質(zhì)組學(xué)打造為功能分析的關(guān)鍵方法論選擇，建立和傳播這種方法的最佳選擇和標(biāo)準(zhǔn)的需要。這有助于制定路線圖，以評(píng)估處理更復(fù)雜項(xiàng)目的可能性，例如宏組學(xué)項(xiàng)目和涉及大量樣本和重復(fù)的數(shù)百種不同條件的時(shí)空研究，以增加深度和吞吐量進(jìn)行分析。在撰寫本文時(shí)，這個(gè)國(guó)際社會(huì)匯集了來自15個(gè)國(guó)家/地區(qū)的48個(gè)研究小組的120多名成員，在歐洲蛋白質(zhì)組學(xué)協(xié)會(huì) (EuPA,https://) 的支持下，提出了一項(xiàng)新倡議，歐洲國(guó)家蛋白質(zhì)組學(xué)學(xué)會(huì)聯(lián)合會(huì)，具有明確的使命和愿景聲明：“宏蛋白質(zhì)組學(xué)計(jì)劃通過微生物組研究中的協(xié)作網(wǎng)絡(luò)促進(jìn)宏蛋白質(zhì)組學(xué)基礎(chǔ)、進(jìn)步和應(yīng)用的傳播。我們的目標(biāo)是成為新來者和專家交流、標(biāo)準(zhǔn)化和加速該領(lǐng)域?qū)嶒?yàn)和生物信息方法的中心信息樞紐和開放會(huì)議場(chǎng)所’’。這將首先通過專用網(wǎng)站(https://) 和 Twitter 帳戶(@MetaP_Init)、演示文稿和其他教育資源、在線交流渠道、實(shí)驗(yàn)室間切磋和定期座談會(huì)來實(shí)現(xiàn)。我們高興地宣布，截至2021年2月，宏蛋白質(zhì)組學(xué)倡議正式啟動(dòng)，并得到EuPA的支持。我們相信，該倡議將受益于開放的結(jié)構(gòu)，促進(jìn)與其他學(xué)科的交流和互動(dòng)，并在與其他組學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)和微生物學(xué)的交互上產(chǎn)生額外的協(xié)同效應(yīng)。通過這篇評(píng)論，我們邀請(qǐng)整個(gè)微生物社區(qū)加入這一倡議，并促進(jìn)集體創(chuàng)新和整體的方法，以了解微生物組的功能。對(duì)已建立的宏蛋白質(zhì)組工作流程進(jìn)行社區(qū)驅(qū)動(dòng)、多實(shí)驗(yàn)室比較的制定和執(zhí)行，“宏蛋白質(zhì)組研究關(guān)鍵評(píng)估”(CAMPI)研究，是宏蛋白質(zhì)組學(xué)倡議的第一個(gè)切實(shí)行動(dòng)。CAMPI已經(jīng)比較了樣品制備、質(zhì)譜分析和生物信息學(xué)工作流程的數(shù)據(jù)分析。這種基準(zhǔn)測(cè)試工作所產(chǎn)生的結(jié)果突出了分析過程中每一步的重要性。這種標(biāo)桿工作不僅需要討論標(biāo)準(zhǔn)化實(shí)驗(yàn)程序和數(shù)據(jù)處理工作流程的需求，還需要討論數(shù)據(jù)報(bào)告和數(shù)據(jù)共享方面的具體指南。CAMPI的努力也為隨后的實(shí)驗(yàn)室間分析鋪平了道路，在實(shí)驗(yàn)室間分析中，先進(jìn)的方法問題將由整個(gè)社區(qū)的力量和多種專業(yè)知識(shí)來解決。在這方面，定義適當(dāng)?shù)臉?biāo)準(zhǔn)化生物樣本或基準(zhǔn)數(shù)據(jù)集顯然是社區(qū)的重要任務(wù)。宏蛋白質(zhì)組學(xué)倡議已經(jīng)發(fā)起的其他主要活動(dòng)包括(i) 2021年6月的首屆在線研討會(huì)，(ii)通過積極的溝通渠道在微生物群落中進(jìn)行推廣，(iii)收集宏蛋白質(zhì)組學(xué)上的教程及講座，提供簡(jiǎn)單及免費(fèi)的高水準(zhǔn)教育資源，(iv)建立一個(gè)協(xié)商一致的框架，以激勵(lì)、發(fā)起和協(xié)調(diào)開展具有明確目標(biāo)和產(chǎn)出項(xiàng)目的開放工作組。為了實(shí)現(xiàn)其目標(biāo)，宏蛋白質(zhì)組學(xué)倡議將支持為新手和高級(jí)用戶組織培訓(xùn)課程，進(jìn)一步在目前研究人員不足的地區(qū)推廣，定期組織新的CAMPI版本向所有志愿者開放，提出頭腦風(fēng)暴會(huì)議和黑客馬拉松來解決特定的瓶頸，安排專門的圓桌會(huì)議，改進(jìn)指導(dǎo)方針，推薦高質(zhì)量結(jié)果的衡量標(biāo)準(zhǔn)，建立一個(gè)平臺(tái)，使有關(guān)鍵科學(xué)問題的科學(xué)家可以與宏蛋白質(zhì)組學(xué)專家會(huì)面，以實(shí)現(xiàn)順暢高效的協(xié)作。如上所述，一個(gè)團(tuán)結(jié)而強(qiáng)大的宏蛋白質(zhì)組學(xué)社區(qū)，以及它在許多學(xué)科交叉路口的成功引入，所帶來的好處是巨大的。盡管處于EuPA的管轄下，但宏蛋白質(zhì)組學(xué)倡議并不局限于特定的地理區(qū)域，并歡迎所有積極的想法和反饋。由于微生物組樣本令人費(fèi)解的復(fù)雜性一直是宏組學(xué)方法學(xué)改進(jìn)的重要驅(qū)動(dòng)因素，宏蛋白質(zhì)組學(xué)中的開放挑戰(zhàn)有望進(jìn)一步刺激基于質(zhì)譜的蛋白質(zhì)組分析和蛋白質(zhì)組生物信息學(xué)的重大進(jìn)步。由于有無數(shù)可能的應(yīng)用，宏蛋白質(zhì)組學(xué)方法被越來越多地使用，該領(lǐng)域正成為吸引年輕科學(xué)家的領(lǐng)域。事實(shí)上，在宏組學(xué)、數(shù)據(jù)科學(xué)、建模和微生物學(xué)的一個(gè)或多個(gè)相關(guān)領(lǐng)域接受過培訓(xùn)的新一代科學(xué)家正在涌現(xiàn)。吸引、激勵(lì)和教育早期職業(yè)研究人員無疑是微生物群落的一個(gè)有益前景。

結(jié)論

雄心勃勃的長(zhǎng)期計(jì)劃，如人類基因組計(jì)劃、歐洲綠色協(xié)議和人類大腦計(jì)劃，已經(jīng)推動(dòng)了科學(xué)的邊界。旨在通過行星探索采樣和巨大的宏基因組學(xué)努力破譯海洋生物復(fù)雜性的多學(xué)科巨型Tara海洋項(xiàng)目是環(huán)境微生物學(xué)的標(biāo)志性模型。國(guó)際人體微生物組標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目也是提高人體微生物組領(lǐng)域數(shù)據(jù)質(zhì)量和優(yōu)化組學(xué)可比性的關(guān)鍵項(xiàng)目。這樣的長(zhǎng)期框架為許多研究人員提供了具有挑戰(zhàn)性的目標(biāo)、先進(jìn)的研究基礎(chǔ)設(shè)施來推進(jìn)方法和知識(shí)，以及對(duì)利益相關(guān)者、媒體和公眾具有吸引力的視野。宏蛋白質(zhì)組學(xué)倡議和其他微生物組學(xué)科的聯(lián)盟可能成為這樣一個(gè)長(zhǎng)期的、前沿項(xiàng)目的基石，對(duì)微生物組生態(tài)系統(tǒng)功能和適應(yīng)進(jìn)行全面的分子分析。通過其獨(dú)特的定位，我們相信宏蛋白質(zhì)組學(xué)倡議將為微生物研究的投資帶來盡可能高的回報(bào)。原文鏈接：  https://microbiomejournal./articles/10.1186/s40168-021-01176-w#citeas

----------微科盟更多推薦---------- 

綜述(IF:18.187) |對(duì)翻譯后修飾及其在塑造腫瘤微環(huán)境中新作用的見解（一）

綜述(IF:18.187) |對(duì)翻譯后修飾及其在塑造腫瘤微環(huán)境中新作用的見解（二）

      

相關(guān)知識(shí)

浙江工商大學(xué)、浙江華康藥業(yè)、中糧營(yíng)養(yǎng)健康研究院聯(lián)合在國(guó)際一流雜志Microbiome（IF=11.6）發(fā)表“基于腸道菌群代謝互養(yǎng)的木糖醇提升結(jié)腸丙酸原位合成”的研究
Circulation（IF=40）
在腸道健康和減肥方面，蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)的間歇性禁食勝過卡路里限制
2024年四川大學(xué)首篇Lancet（IF=169）
新型間歇性禁食方案可實(shí)現(xiàn)更好的減肥效果并改善腸道健康
內(nèi)科學(xué)年鑒：晚睡晚起增加糖尿病風(fēng)險(xiǎn)（IF=39.2）
愛幼媽媽：腸道微生物與嬰幼兒健康研究進(jìn)展
IF=91.2！南方醫(yī)院證實(shí)：8小時(shí)飲食減肥法，靠譜！
Meta分析顯示：每周75分鐘適量運(yùn)動(dòng)，就能降低死亡風(fēng)險(xiǎn)（IF=18.473）
Nat Med

網(wǎng)址: Microbiome（IF=14.650） http://m.u1s5d6.cn/newsview97049.html