新聞網(wǎng)訊 近日，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院蘇曉泉教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)了第二代微生物組搜索引擎MSE 2（http://mse.ac.cn），以支撐更全面、更深入、更便捷的菌群大數(shù)據(jù)挖掘，推動(dòng)“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型”的微生態(tài)研究和大健康產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。該成果于1月20日發(fā)表于mSystems（美國(guó)微生物學(xué)會(huì)會(huì)刊，SCI IF=6.63）。
蘇曉泉教授團(tuán)隊(duì)在之前的研究中，采用基于大數(shù)據(jù)搜索的策略，從全球尺度上揭示了人類已知菌群在結(jié)構(gòu)空間上的全局特征，并首次提出了人體菌群的“搜索邊界效應(yīng)”（Su et al., mBio 2018）。同時(shí)，依托菌群大數(shù)據(jù)搜索的疾病檢測(cè)新策略，在一些菌群相關(guān)疾病的識(shí)別準(zhǔn)確率上均優(yōu)于常用的機(jī)器學(xué)習(xí)算法，從而有效降低了“漏診”和“誤診”幾率（Su et al., mSystems 2020）。此外，由于涵蓋了全面、多維、海量的微生物組及其生境信息，MSE 2已成為評(píng)估微生態(tài)健康、評(píng)價(jià)微生態(tài)產(chǎn)品療效的有力工具?；谄洳粩嗤卣沟膽?yīng)用，本次蘇曉泉教授團(tuán)隊(duì)研發(fā)的MSE 2將成為遨游微生物組數(shù)據(jù)空間的“羅盤(pán)”，推動(dòng)“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型”的微生態(tài)研究和大健康產(chǎn)業(yè)應(yīng)用。
該研究論文由青島大學(xué)與中科院青島能源所、中科院文獻(xiàn)情報(bào)中心、中國(guó)海洋大學(xué)等科研機(jī)構(gòu)合作完成，計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)學(xué)院為第一單位，蘇曉泉教授為共同通訊作者。該項(xiàng)目獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省自然科學(xué)基金的支持。
微生物組（即“菌群”）是微生物在自然界的存在形式，它們?cè)谧匀唤缰袩o(wú)處不在，而且塑造了人類社會(huì)的過(guò)去、現(xiàn)在和未來(lái)。因此，微生物組“大數(shù)據(jù)”的深度挖掘，是利用菌群實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)診斷、精準(zhǔn)護(hù)理與精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)的重要工具，也是認(rèn)識(shí)生物資源、監(jiān)控環(huán)境健康、維護(hù)國(guó)家生物安全的新手段。
在海量的人類已知微生物組數(shù)據(jù)空間中，微生物組搜索引擎（Microbiome Search Engine；MSE）針對(duì)新的菌群樣本，以亞秒級(jí)別的反應(yīng)時(shí)間尋找結(jié)構(gòu)類似樣本，從而全面、快速地挖掘新樣本的特征。因此，MSE被譽(yù)為“the Google of Microbiome”，并入選“2016年中國(guó)醫(yī)藥生物技術(shù)十大進(jìn)展”。MSE 2從參照數(shù)據(jù)庫(kù)、搜索引擎內(nèi)核和用戶界面等三個(gè)方面做了全面升級(jí)。首先，相對(duì)于包含10萬(wàn)例16S rRNA擴(kuò)增子測(cè)序樣本的第一代MSE數(shù)據(jù)庫(kù)，MSE 2中搜集、標(biāo)準(zhǔn)化分析和可視化了涵蓋16S rRNA擴(kuò)增子和鳥(niǎo)槍法宏基因組類型的近27萬(wàn)個(gè)樣本，是國(guó)內(nèi)外生態(tài)系統(tǒng)覆蓋最全面、樣本數(shù)量最豐富的標(biāo)準(zhǔn)化微生物組數(shù)據(jù)庫(kù)之一。其次，MSE 2的搜索引擎內(nèi)核已完全兼容16S rRNA和鳥(niǎo)槍法兩種測(cè)序數(shù)據(jù)，可從OTU（Operational Taxonomy Unit）、物種名稱以及功能特征等三個(gè)角度進(jìn)行大規(guī)模的菌群搜索和深度分析。這一能力對(duì)于多來(lái)源、多類型、兼容各種測(cè)序策略與技術(shù)的菌群數(shù)據(jù)融合具有重要意義。
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