Nature头条：另眼看细菌百科全书

美国能源部联合基因组研究所，加州大学戴维斯分校等处的研究人员采用了与之前细菌和古细菌基因组测序不同的选择方法，对56个可培育物种基因组序列进行测序和分析，这将提供系统发育、蛋白功能和基因组注解等方面的信息。这一研究成果公布在Nature杂志上。

　　

生物通报道：美国能源部联合基因组研究所(U. S Department of Energy Joint Genome Institute,DOE JGI)，加州大学戴维斯分校等处的研究人员采用了与之前细菌和古细菌基因组测序不同的选择方法，对56个可培育物种基因组序列进行测序和分析，这将提供系统发育、蛋白功能和基因组注解等方面的信息。这一研究成果公布在Nature杂志上。

文章的通讯作者是加州大学戴维斯分校的进化生物学家Jonathan Eisen博士，这位著名的生物学家是PLoS Biology学术主编，曾多次发表重要的细菌计划研究成果，其中也包括细菌基因水平转移等方面的成果。

2007年5月美国能源部联合基因组中心JGI推出“细菌和古细菌基因组百科全书”(GEBA)计划。这个百科全书计划旨在系统性地填补细菌和古细菌进化树中的空缺位置, 力图系统性地使用进化树作为筛选测序目标的指导书，为了测验这个计划的可行性，美国能源部联合基因组中心JGI首先选择了100个细菌和古细菌的基因组作为先导。

这一计划经过多年的研究，目前已经获得了近1000个完整细菌和古细菌的基因组，其中大部分是以这些细菌和古细菌的生理为依据来测序基因组的。但这就造成了一个后果：目前可以获得的基因组受限于系统发育树。

为了解决这一问题，Jonathan Eisen博士采用了另外一种方法——根据生物的系统发育位置来选择基因组，这样就能填补在系统发育树的细菌和古细菌分支测序中所存在的空白。并且研究人员还进行了验证实验，他们选择用来扩大系统发育覆盖面的56个可培育物种基因组序列测序，这一示范研究的成果证实了之前研究人员的预测，这也为系统发育、蛋白功能和基因组注解等方面的信息。

在这项研究中，研究人员主要采用的方法包括，通过SSU rRNA的系统发育树识别目前未知的主要分支基因组（DSMZ或ATCC培养物中可分离获得），从这些分支中筛选分离物进行培养，纯化DNA，定性检测。然后利用Sanger/ABI, Roche/454 以及Illumina/Solexa的技术进行鸟枪法测序，采用不同的组装方法解析获得的数据，并通过进一步的分析确定基因组序列。

细菌和古细菌测序计划不仅国外有，中国也有类似的计划，中国的细菌基因组计划起步较晚, 2002年金奇教授课题组完成了第一个细菌全基因组测序(志贺氏菌全基因组)。今年来自国内20多家科研机构的科技工作者在深圳宣布，中国科学家将共同发起“万种微生物基因组计划”，预计在3年内完成1万种微生物物种全基因组序列图谱的构建，并以此为核心开展一系列基因组水平上的探索和研究。

“万种微生物基因组计划”由深圳华大基因研究院、华南理工大学、南京工业大学和中国农科院生物技术研究所倡导。该计划的实施，将有力促进我国发酵业、制药业、食品加工业的升级换代，并推动新型生物能源、绿色制造、疫苗生产、环保产业发展。

（生物通：万纹）

原文摘要：

A phylogeny-driven genomic encyclopaedia of Bacteria and Archaea

Sequencing of bacterial and archaeal genomes has revolutionized our understanding of the many roles played by microorganisms1. There are now nearly 1,000 completed bacterial and archaeal genomes available2, most of which were chosen for sequencing on the basis of their physiology. As a result, the perspective provided by the currently available genomes is limited by a highly biased phylogenetic distribution3, 4, 5. To explore the value added by choosing microbial genomes for sequencing on the basis of their evolutionary relationships, we have sequenced and analysed the genomes of 56 culturable species of Bacteria and Archaea selected to maximize phylogenetic coverage. Analysis of these genomes demonstrated pronounced benefits (compared to an equivalent set of genomes randomly selected from the existing database) in diverse areas including the reconstruction of phylogenetic history, the discovery of new protein families and biological properties, and the prediction of functions for known genes from other organisms. Our results strongly support the need for systematic ‘phylogenomic’ efforts to compile a phylogeny-driven ‘Genomic Encyclopedia of Bacteria and Archaea’ in order to derive maximum knowledge from existing microbial genome data as well as from genome sequences to come.