Only Perception: 基因組混搭地理學洞悉生命與環境

2009-01-25

基因組混搭地理學洞悉生命與環境

Mixing genomics and geography yields insights into life and environment
http://www.physorg.com/news151854172.html

January 22nd, 2009

在即將發行的這一期 PNAS 中，耶魯（Yale）研究者利用新開發的數學模型來分析自然界特性，例如不同海洋棲息地的溫度與鹽度，以及海生微生物代謝活動的大量資料。

他們能以空前的細節觀看環境如何影響分子在活生物內部的變化。隨著這種被稱為「metagenomics（多源基因組，譯註：這裡的 meta- 源自統計學中的 meta-analysis，統合分析，詳見相關報導）」技術的發展，科學家不僅能使用機械性感應器或監測感應物種（譯註：例如礦工使用的金絲雀，或淨水廠所使用的魚）來偵測環境變化或毒性化學物質，也能夠透過檢查微小生物體內的化學變化辦到，Mark Gerstein 說，Albert L. Williams 生醫資訊學教授以及分子物理學與生物化學暨電腦科學教授。

"這樣的生物感應器相當於現代版在煤礦坑中的金絲雀，" Gerstein 說。

這個研究團隊由 Gerstein 實驗室旗下的計算生物學與生物資訊學博士生 Tara A. Gianoulis 以及 Michael Snyder，Lewis B. Cullman 分子、細胞暨發展生物學教授以及分子物理學暨生物化學教授領軍。該團隊將先前發表的 Global Ocean Survey 之生物化學與環境資料相結合，那包含來自 40 種不同水中地點的編目資訊。GOS 資料有效地讓已知蛋白質的數量加倍，而且對這些資料進行統計學分析後，這個耶魯團隊能夠「推論出」適合此環境的微生物。

"基因組世界已開發出驚人的技術，那捕捉巨量的、關於活體生物（living organisms）的資訊，使一個大量資料的時代興起，" Gerstein 說。"期間，你有這種來自衛星與全球感應器的地理空間（geo-spatial）資訊探索。當關鍵資料組連結了這二種相異的世界時，你發現了一種微妙而豐富的關聯。"

透過一種複雜的統計學分析，這項研究證明了，生物依環境而切換能量轉換策略；所使用的膜（membranes）成份也不同，並為「在微生物如何適應它們的環境上，金屬也許扮演了大量的角色」這樣的事實提供了證據。

※ 2009 除了是國際天文年外，也是達爾文年，紀念今年 200 歲生日（2/12），以及《物種源起／The Origin of Species》發表 150 年，就拿這篇起個頭吧。相關報導：

＊ Darwin 200: Celebrating Charles Darwin's bicentenary
http://www.darwin200.org/

＊ Quantifying environmental adaptation of metabolic pathways in metagenomics（本論文開放存取）
http://www.pnas.org/content/early/2009/01/22/0808022106.abstract

Tara A. Gianoulis, Jeroen Raes, Prianka V. Patel,
Robert Bjornson, Jan O. Korbel, Ivica Letuni, Takuji Yamad,
Alberto Paccanaro, Lars J. Jensen, Michael Snyder,
Peer Bork and Mark B. Gerstein
Published online before print January 22, 2009,
doi: 10.1073/pnas.0808022106