微生物组分析可能会错误地检出并不存在的物种

近日的一项研究发现，分析微生物群落中的DNA（即微生物组）的常用方法可能会产生错误的结果，这在很大程度上是由于鉴定微生物DNA序列所用的数据库不完整。

　　

近日，西班牙的一组研究人员发现，分析微生物群落中的DNA（即微生物组）的常用方法可能会产生错误的结果，这在很大程度上是由于鉴定微生物DNA序列所用的数据库不完整。

这篇题为“The virtual microbiome: A computational framework to evaluate microbiome analyses”的论文于2月8日发表在开放获取期刊《PLOS ONE》上。

近几十年来，微生物组一直是科学研究的热点。人们从多个角度着手开展微生物组研究，包括通过分析人类肠道来了解肥胖和自闭症等疾病，以及通过研究环境群落来寻找降解有毒化合物或生产生物燃料的微生物。

研究微生物群落的最常用方法是从生物样本中获得DNA，并将其序列与基因组数据库中的序列进行比较。因此，研究人员只能鉴定出数据库中已经存在的DNA序列，这种局限性也许会严重损害微生物组数据的可靠性。

为了测试现有微生物组分析方法的一致性，研究人员通过计算机模拟创建了虚拟的微生物组群落，以模拟真实世界的细菌种群。他们采用标准技术分析虚拟群落，并将结果与原始组成进行比较。实验表明，DNA分析的结果与群落的实际组成几乎没有相似之处，且此项分析检测到的大量物种实际上并不存在于群落中。

这项研究首次证明了目前用于鉴定微生物群落的技术存在重大缺陷。研究人员总结道，有必要加大努力收集微生物的基因组信息，并在公共数据库中提供这些信息，以提高微生物组分析的准确性。同时，在解释微生物组研究的结果时应当谨慎，特别是在这些环境的可用基因组信息仍然稀缺的情况下。

作者补充说：“这项研究揭示了宏基因组分析的内在限制，这些限制来源于当前数据库的限制以及基因组信息的使用方式。为了提高宏基因组数据的可靠性，有必要投入研究以改进数据库内容和分析方法。与此同时，在处理宏基因组数据时应当小心谨慎。”

原文检索

Serrano-Antón B, Rodríguez-Ventura F, Colomer-Vidal P, Cigliano RA, Arias CF, Bertocchini F (2023) The virtual microbiome: A computational framework to evaluate microbiome analyses. PLoS ONE 18(2): e0280391. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0280391