Тиҙ климат үҙгәрештәре дәүерендә, аңлау, нисек микроб берләшмәләре был экологик үҙгәрештәргә яуап бирә, иң мөһим әһәмиәткә эйә. Микробтар төрлө экологик процестарҙа мөһим роль уйнай, мәҫәлән, туҡлыҡлы матдәләр циклы, тарҡалыу, һәм климат көйләү. Микроб мәғлүмәттәрен анализлау менән тәьмин итеүсе булараҡ, беҙ климат үҙгәрештәренә микроб яуаптары менән бәйле ҡатмарлы мәғлүмәттәрҙе анализлау өсөн хәл итеү юлдарын тәьмин итеүҙең алғы һыҙығында торабыҙ. Был блогта беҙ климат үҙгәрештәре контексында микробтар йәмәғәтселеге мәғлүмәттәрен анализлау өсөн төп аҙымдарҙы һәм алымдарҙы тикшерәсәкбеҙ.
Мәғлүмәт пейзажын аңлау
Климат үҙгәрештәренә микробтар йәмәғәтселегенең яуаптарын анализлауҙа тәүге аҙым – мәғлүмәттәрҙең тәбиғәтен аңлау. Микроб мәғлүмәттәрен төрлө сығанаҡтарҙан, шул иҫәптән экологик өлгөләрҙән (мәҫәлән, тупраҡ, һыу һәм һауа), хужа менән бәйле өлгөләрҙән (мәҫәлән, кеше эсәктәре, үҫемлек ризосфераһы) һәм лаборатория тәжрибәләренән алырға мөмкин. Был мәғлүмәттәр йыш ҡына төрлө формаларҙа килә, мәҫәлән, ампликон секвенирование мәғлүмәттәре (мәҫәлән, 16S рРНК ген секвенирование өсөн бактериялар һәм архея, ИТС секвенирование өсөн бәшмәктәр), метагеном мәғлүмәттәре, метатранскриптомия мәғлүмәттәре, һәм метаболомик мәғлүмәттәр.
Ампликон секвенирование мәғлүмәттәре микроб берләшмәләренең таксономик составы тураһында мәғлүмәт бирә. Төрлө микроб таксондарының сағыштырмаса күплеген анализлау юлы менән, беҙ йәмәғәт структураһында үҙгәрештәрҙе климатҡа яуап итеп асыҡлай алабыҙ - температура, яуым-төшөм һәм углекислый газ концентрацияһы кеүек бәйле факторҙар. Метагеномик мәғлүмәттәр, икенсе яҡтан, микроб берләшмәләренең, шул иҫәптән метаболизм юлдарында ҡатнашҡан гендарҙы, стрессҡа яуап биреүҙе һәм яраҡлашыуҙа ҡатнашҡан гендар генетик потенциалына ентеклерәк ҡараш тәҡдим итә.
Мәғлүмәттәрҙе эшкәртергә тиклем
Мәғлүмәттәр йыйылғандан һуң, алдан эшкәртелеү уның сифатын һәм анализ өсөн яраҡлылығын тәьмин итеү өсөн мөһим. Ампликон секвенирование мәғлүмәттәре өсөн, ғәҙәттә, эшкәртелеү, ғәҙәттә, сифат фильтрацияһы, түбән сифатлы уҡыу, праймерҙар һәм адаптерҙарҙы сығарыу һәм эҙмә-эҙлеклелекте оператив таксономик берәмектәргә (ОТУ) йәки ампликон эҙмә-эҙлеклелек варианттарына (АСВ) кеүек аҙымдарҙы үҙ эсенә ала. QIIME2, мотор һәм DADA2 кеүек ҡоралдар был бурыстар өсөн йыш ҡулланыла.
Метагеномик мәғлүмәттәр осрағында эшкәртеү алдынан уҡыу сифатын контролдә тотоу, хостты сығарыу - алынған уҡыуҙар (әгәр ҙә ҡулланыла икән), ҡыҫҡа уҡыуҙарҙы оҙайлы контигтарға йыйыуҙы үҙ эсенә ала. MetaSPAdes һәм Megahit кеүек программа пакеттары метагеномлы йыйыу өсөн популяр.
Климат билдәләү - Уға бәйле өлгөләр
Һуңынан эшкәрткәндән һуң, сираттағы аҙым булып тора, ҡалыптарҙы асыҡлау микроб йәмәғәтселеге мәғлүмәттәре, улар климат үҙгәрештәре менән бәйле. Бер дөйөм алым булып тора, статистик анализдар башҡарыу өсөн корреляция микробтар берләшмәһе составы йәки климат үҙгәртеүселәр менән функция. Мәҫәлән, беҙ күп вариантлы статистик ысулдар ҡуллана ала, мәҫәлән, төп компонент анализы (ПКА), избыточность анализы (RDA), йәки канон тура килгән анализ (CCA) микроб берләшмәләре һәм тирә-яҡ мөхит факторҙары араһындағы бәйләнештәрҙе визуализациялау өсөн.
Тағы бер мөһим аспекты – ваҡыт үткән һайын йәки төрлө климат шарттарында махсус микроб таксондары йәки функциональ гендарының күплеге үҙгәрештәрен асыҡлау. Дифференциаль күплек анализы DESeq2 һәм expeyR кеүек ҡоралдар ҡулланып башҡарырға мөмкин, улар тәүҙә ген экспрессияһын анализлау өсөн эшләнгән, әммә шулай уҡ микроб мәғлүмәттәренә лә ҡулланырға мөмкин.
Машина өйрәнеү өсөн прогнозлау өсөн
Машина уҡытыу ысулдары микробтар берләшмәләренең киләсәктә климат үҙгәрештәренә яуап биреүҙе күҙаллау өсөн ҡөҙрәтле ҡоралдар була ала. Күҙәтеүсе өйрәнеү алгоритмдары, мәҫәлән, осраҡлы урмандар, вектор машиналары һәм нейрон селтәрҙәре, ғәмәлдәге микроб һәм климат мәғлүмәттәре буйынса өйрәтергә мөмкин, микробтар берләшмәһе структураһында үҙгәрештәрҙе күҙаллау өсөн төрлө климат сценарийҙары буйынса.
Мәҫәлән, беҙ тарихи климат мәғлүмәттәрен һәм тейешле микробтар йәмәғәт мәғлүмәттәрен ҡулланып, модель өйрәтергә мөмкин, был ниндәйҙер файҙалы йәки зарарлы микроб таксондарының күплеге температураның артыуы йәки яуым-төшөм ҡалыптарын үҙгәртеү менән үҙгәрәсәк тип күҙаллай. Күҙәтеүһеҙ өйрәнеү алгоритмдары, мәҫәлән, кластерлаштырыу һәм үлсәмдәрҙе кәметергә, шулай уҡ климат факторҙарына яуап биргән мәғлүмәттәр һәм төркөм микроб берләшмәләрендә йәшерен ҡалыптарҙы асыу өсөн ҡулланыла ала.
Экологик моделдәрҙе индереү
Статистик һәм машина өйрәнеү алымдарынан тыш, экологик моделдәр микроб берләшмәләренең климат үҙгәрештәренә яуап биреүе тураһында ҡиммәтле төшөнсәләр бирә ала. Был моделдәр микробтар, улар мөхите һәм экосистемалағы башҡа организмдар араһындағы үҙ-ара тәьҫир итешеүҙе моделләштерә ала. Мәҫәлән, динамик моделдәр температура һәм туҡлыҡлы матдәләрҙең булыуының үҙгәрештәренең төрлө микроб төрҙәре араһындағы үҫешкә, конкуренцияға һәм хеҙмәттәшлеккә нисек йоғонто яһауын күҙаллау өсөн ҡулланырға мөмкин.
Ҡайһы бер экологик моделдәр шулай уҡ микробтар берләшмәләре һәм климат үҙгәрештәре араһындағы кире бәйләнеш иллюзияларын иҫәпкә ала. Мәҫәлән, ҡайһы бер микробтар углекислый газдар етештереү йәки ҡулланыу юлы менән углерод циклына йоғонто яһай ала, мәҫәлән, углекислый газ һәм метан. Был процестарҙы экологик моделдәргә индереп, климат үҙгәрештәренең микроб берләшмәләренә оҙайлы эҙемтәләрен яҡшыраҡ аңлай алабыҙ һәм киреһенсә.
Рычагы алдынғы аналитик ҡоралдар
Микроб мәғлүмәттәрен анализлау менән тәьмин итеүсе булараҡ, беҙ клиенттарыбыҙға климат үҙгәрештәре контексында микробтар йәмәғәтселеге мәғлүмәттәрен анализларға ярҙам итеү өсөн алдынғы аналитик ҡоралдар диапазонын тәҡдим итәбеҙ. Шундай ҡоралдың береһе –Автоматик микробтар үҫеше ҡойроғо анализаторы. Был анализатор төрлө экологик шарттарҙа микроб культураларының үҫешен теүәл үлсәй ала, микробтар температура, рН һәм туҡлыҡлы матдәләрҙең булыуы үҙгәрештәренә нисек яуап биргәне тураһында ҡиммәтле мәғлүмәттәр бирә.
Тағы бер файҙалы ҡорал –Микробтар үҫеше ҡойроғо анализаторы, был микроб үҫеш кинетикаһын тәрәнлектә анализлау мөмкинлеген бирә. Төрлө микроб штаммдарының үҫеш ҡойроҡтарын анализлап, беҙ климатҡа бәйле йәки һиҙгерерәк - бәйле стресс факторҙары булғандарҙы асыҡлай алабыҙ.
Һатып алыу һәм хеҙмәттәшлек өсөн бәйләнешкә инеү
Әгәр һеҙ ҡыҙыҡһыныуҙы анализлау микробтар йәмәғәтселеге климат үҙгәрештәренә беҙҙең дәүләт ҡулланып - сәнғәт мәғлүмәттәрен анализлау ҡарарҙары, беҙ һеҙҙе һатып алыу һәм хеҙмәттәшлек өсөн беҙҙең менән бәйләнешкә инергә саҡырабыҙ. Беҙҙең команда белгестәре һеҙгә ярҙам итергә әҙер мәғлүмәттәрҙе анализлау торбаларын үҙгәртеп, һөҙөмтәләрҙе интерпретациялау, һәм асыҡлауҙарҙы ҡулланыу һеҙҙең аныҡ тикшеренеүҙең йәки тармаҡ ихтыяждары.
Һылтанмалар
- Фьерер, Н., & Джексон, Р.Б. (2006). Тупраҡ бактериялары берләшмәләренең төрлөлөгө һәм биогеографияһы. Милли фәндәр академияһы материалдары, 103(3), 626 - 631.
- 1998 йылда донъя күргән «Гугенгольц», П., Гебель, Б.М., Пейс, Н.Р. Мәҙәниәттең йоғонтоһо - бактериялар төрлөлөгөнә филогенетик ҡараш буйынса бойондороҡһоҙ тикшеренеүҙәр. 180 (18), 4765 - 4774.
- Макмурди, П.Дж., & Холмс, С. (2013). philoseq: Микробиом халыҡ иҫәбен алыу мәғлүмәттәренең ҡабатланған интерактив анализы һәм графикаһы өсөн R пакеты. PloS беренсе, 8(4), е61217.
- Куинс, С., Уокер, А.В., Симпсон, А.Дж., Ломан, Н.Дж., & Сегата, Н. (2017). Атыу пистолеты метагеномикаһы, анализдан алып анализға тиклем. Тәбиғәт биотехнологияһы, 35(9), 833 - 844.
- Чжоу, Дж., & Нин, Д. (2017). Ҙур мәғлүмәт аналитикаһы микроб экологияһында. Микробиологияны йыллыҡ тикшерелеү, 71, 555 - 576.
