Plaftorma MAGO: pomembno orodje za produkcijo in masovno evolucijsko analizo genomov mikrobov

Interdisciplinarna skupina raziskovalcev Biotehniške fakultete, Fakultete za elektrotehniko, Fakultete za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani ter Instituta Jožef Stefan (izr. prof. dr. Boštjan Murovec, mladi raziskovalec Leon Deutsch, prof. dr. Blaž Stres) je z razvojem informacijske platforme MAGO postavila pomemben mejnik pri produkciji in masovni evolucijski analizi genomov mikrobov.

Mikrobi (bakterije, arheje, glive, protozoji, virusi) opravljajo ključne metabolne procese. Poznavanje genomov je ključno za modeliranje interakcij, razumevanje fiziologije, molekularne evolucije življenja in detekcijo v okolju. Zaradi zapletenosti interakcij in sestave mikrobnih populacij v raziskavah uporabljamo pristope z vrha (angl. top down), kot sta metagenomika in metatranskriptomika. Pri tem glavno oviro predstavlja rekonstrukcija genomov iz 'omskih podatkov.

Metagenome-Assembled Genomes Orchestra (MAGO) to oviro odpravlja kot prva platforma, ki združuje različne programe, drastično poenostavlja in pohitri sestavljanje in zaključevanje draft genomov iz metagenomov in metatranskriptomov, poveča kompletnost (MIMAG, MISAG standarda) ter omogoča anotacijo genomov (GenBank) in njihovo evolucijsko umeščanje (filogenija največjega verjetja) na velikem številu markerjev ter razmejitev meja vrst in genomskih operativnih taksonomskih enot (ANI).

MAGO je prva polno paralelizirana, odprtokodna, razširljiva platforma za masovno rekonstrukcijo genomov iz okoljskih 'omskih podatkov, za njihovo neposredno vključevanje v novo bazo »Genome Taxonomy Database« (https://gtdb.ecogenomic.org/). Izdana je v treh oblikah, primernih za visokozmogljive računalniške grozde (HPC, Singularity, Docker, virtual machine), ter primerna za raziskave, poučevanje in industrijo, omogoča odkrivanje novih mikrobnih skupin, tako iz majhnih enoceličnih projektov kot obsežnih in kompleksnih okoljskih metagenomov, ki trenutno potekajo na 8 HPC-jih po celem svetu. Članek interdisciplinarne skupine je bil objavljen v reviji Molecular biology and Evolution, IF = 14,797, četrtina 1, znotraj najboljših 10 odstotkov s področja.

Vir: Murovec B., Deutsch L., Stres, B. Computational Framework for High-Quality Production and Large-Scale Evolutionary Analysis of Metagenome Assembled Genomes. Mol. Biol. Evol., 37 (2020), 593-598. doi: 10.1093/molbev/msz237.