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生信篇 | 宏基因组/宏转录组多功能分析软件【HUMAnN】

来源: | 作者:/ | 发布时间: 2024-07-10 | 790 次浏览 | 分享到:



宏基因组学(Metagenomics)，又称元基因组学，是以特定环境中的整个微生物群落为研究对象，无需分离培养，通过直接提取环境样本的DNA进行测序。该方法能够研究环境微生物群落的结构、物种分类、系统进化、基因功能及代谢网络等，广泛应用于微生物学领域。

宏转录组测序(Metatranscriptome Sequencing/Metatranscriptomics)是一种从整体水平研究特定环境中所有微生物群落基因组转录情况和调控规律的方法。它以微生态微环境中的全部RNA为研究对象，结合高通量测序技术，从转录水平探讨复杂微生物群落的变化，挖掘具有功能活性的基因。

简介

INTRODUCTION

文本介绍了一款专门应用于宏基因组/宏转录组测序数据进行物种分类分析和功能（代谢）分析的多功能软件——HUMAnN(HMP Unified Metabolic Analysis Network)，该软件最早是由Curtis Huttenhower团队针对HMP项目而开发，截止目前已迭代了三个大版本， Github主页地址：https://github.com/biobakery/humann。

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HUMAnN

<分析流程 >

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软件底层逻辑基于分层式搜索模型来构建：

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HUMAnN

<软件特点 >

  • 多组学注释：不同组学水平的序列信息（基因家族、反应物、酶、代谢途径等）

  • 功能注释精度：拼接后的reads进行组装，消除短序列带来的误差

  • 标准化方法：triangular normalization，将基因丰度数据转换为(0，1)间的相对扩增指数(PRK)

  • 可视化功能：Web页面展示

  • 三大数据库：chocophlan、Uniref50/90、Mapping

HUMAnN

<软件安装 >

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查看可用数据库

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下载安装数据库

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设置数据库位置

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运行

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HUMAnN

<软件优势 >

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分层式搜索和纯翻译搜索在模拟肠道宏基因组上的对比

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分层式搜索和其他方法在计算微生物群COG丰度上的对比

总结

SUMMARY

HUMAnN通过将基因序列映射到已知基因家族，实现精确的功能注释，并根据注释结果重建微生物群落的代谢路径，揭示其代谢潜力。

参考文献

REFERENCES

1、Abubucker, Sahar, et al. "Metabolic reconstruction for metagenomic data and its application to the human microbiome." PLoS computational biology 8.6 (2012): e1002358.

2、Abubucker, Sahar, et al. "Metabolic reconstruction for metagenomic data and its application to the human microbiome." PLoS computational biology 8.6 (2012): e1002358.

3、Beghini, Francesco, et al. "Integrating taxonomic, functional, and strain-level profiling of diverse microbial communities with bioBakery 3." elife 10 (2021): e65088.