近日,香港科技大学海洋科学系、潘乐陶气候韧性与可持续性研究中心和 南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)【简称 广州海洋实验室 】 海洋分子生态与化学生态团队在国际生物信息数据库领域顶级期刊
Nucleic Acids Research发表了题为“DOO: Integrated Multi-Omics Resources for Deep Ocean Organisms”的研究论文。该论文由钱培元教授和吴龙君教授担任共同通讯作者,团队博士后佘加杰为论文第一作者,广州海洋实验室为第一单位。 DOO (Deep Ocean Omics)数据库 (https://DeepOceanOmics.org) 作为国际上第一个且最大规模的深海动物多组学数据库,旨在构建一个集成多组学数据、提供定制化分析工具、支持跨物种比较与进化研究的一站式平台,推动深海生物学、极端环境适应机制及深海生物资源的研究与应用。
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图1 DOO数据库物种分类和覆盖情况总览
深海是地球上最庞大、也是最未被充分探索的生态系统之一,其高压、低温、黑暗、低氧和营养匮乏的极端环境对生物生存提出了巨大挑战。近年来,随着高通量测序技术的发展,深海洋生物的多组学研究取得了一系列突破性进展,揭示了它们在基因、代谢和共生机制等方面的独特适应性。然而,由于数据分散、标准不统一、缺乏专门的分析工具,深海生物的多组学资源尚未得到有效整合与挖掘。
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图2 DOO数据库架构和多组学数据可视化分析模块
为了填补该空白,本研究团队人工收集并整合了68个深海动物的72个基因组资源,950个转录组、1112个宏基因组和15个单细胞转录组资源。涵盖了软体动物、环节动物、节肢动物、脊索动物、刺胞动物和棘皮动物等7个门,地理分布覆盖了冷泉、热液喷口和海山等特殊深海生境类型,并整合了1413条古生物化石记录,支持从演化生物学角度解析深海生物的环境适应策略,是目前物种覆盖最广、数据维度最为丰富的深海多组学数据平台。此外,DOO集成了基因与基因组模块(基因结构和功能注释、转录因子、泛素家族、转座子、基因家族等)、功能基因组分析模块(基因共表达网络、动态网络可视化、单细胞图谱可视化和宏基因组)和进化与比较基因组模块(深海动物间微观和宏观共线性分析、祖先核型重建和进化树构建)等强大的功能模块支持。最后,DOO通过将多维数据信息集成到定制的Jbrowse基因组浏览器,实现了多维数据的可视化和整合分析。自上线以来,DOO已有28个国家的900多次访问。
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图3 bulk和单细胞转录组学数据的可视化
该研究得到了南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)(2021HJ01、HJRC2022001 和 SMSEGL24SC01)、香港科技大学潘乐陶气候韧性与可持续性研究中心(CCRS25SC01)、香港特别行政区研究资助局(RGC)、香港研究资助局杰出青年学者计划(26104824)和深圳市科技创新委员会(JCYJ20220530151207016)的资助。
信息来源:南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)。
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