Ku białej i zielonej biotechnologii
Najnowsze postępy w technologiach sekwencjonowania pozwoliły na uzyskanie kompletnych genomów pojedynczych mikroorganizmów i metagenomów wyekstrahowanych z próbek pobranych ze środowiska. Jednak w porównaniu z tempem akumulacji nowych informacji genetycznych, odkrywanie nowych reakcji biochemicznych przebiega bardzo powoli. Celem projektu "The Microme project: A knowledge-based bioinformatics framework for microbial pathway genomics" (MICROME) jest umożliwienie pełnego — naukowego i biotechnologicznego — wykorzystania wiedzy uzyskanej z genomów bakteryjnych. W ramach czteroletniego, finansowanego przez UE projektu, który ukończono w 2013 r., zrzeszono wiodących specjalistów ds. biologii obliczeniowej, mikrobiologii eksperymentalnej oraz przedsiębiorstwa zajmujące się białą i zieloną biotechnologią. Członkowie projektu skupili się na budowie platformy obliczeniowej do ekstrakcji, strukturyzowania i magazynowania, w sprzyjającej aktualizacji formie, komplementu enzymatycznego zakodowanego w genomach bakteryjnych. Uzyskane informacje wykorzystano do stworzenia modeli obliczeniowych metabolizmu bakteryjnego, a także do wykonania analizy ewolucyjnej i biotechnologicznej. Zespół wyprodukował obszerne zestawy danych opisujące komplement znanej reakcji wszystkich sekwencjonowanych genomów bakteryjnych. Ostateczne publikacja obejmowała ponad 8 milionów asocjacji reakcji genowych uzyskanych z ponad 9 tys. genomów. Utworzono publiczny zasób faktów biologicznych zintegrowany z zestawem narzędzi do budowy i testowania modeli. Modele metaboliczne, które mogą być automatycznie aktualizowane nowymi publikacjami ulepszonych zestawów danych, zostały wygenerowane przy użyciu opracowanego oprogramowania. Pod koniec projektu opublikowano trzydzieści przetestowanych modeli. Powstały także narzędzia do analizy ewolucyjnej funkcji metabolicznych, analizy kontekstu genomicznego i retrobiosyntezy. W czasie realizacji projektu powstał zintegrowany portal internetowy, który zapewnia dostęp opinii publicznej do tych danych i narzędzi. Wszystkie dane wygenerowane w projekcie MICROME są publicznie dostępne, regularnie aktualizowane i dzielone z innymi publicznymi zasobami danych, i nadal są przydatne dla społeczności badawczej. Do projektu odwoływano się w 111 publikacjach naukowych. MICROME otworzył nowe ścieżki w obszarze badań ewolucyjnych i biotechnologicznych i zapewnił solidne podstawy do osiągania postępów w dziedzinie białej i zielonej biotechnologii.
Słowa kluczowe
Zielona biotechnologia, katalizator biologiczny, reakcje enzymatyczne, bioinformatyka, genomika szlaków mikrobiologicznych
