2022-09-16
作為一款強大的功能預測軟件，PICRUSt2在第一版的基礎上增加了MetaCyc數據庫，并將參考基因組數據庫擴大了10倍以上，研發了18S rRNA和ITS數據的代謝功能預測，使真核生物的代謝功能預測成為了現實！在派森諾基因云上，我們運用PICRUSt2功能預測軟件，針對16S、18S和ITS這三類項目，進行了PICRUSt2功能預測分析，并且默認給大家展示MetaCyc的結果。
提到代謝通路，大部分人首先想到的可能是KEGG代謝通路數據庫，而對MetaCyc數據庫充滿了疑問：什么是MetaCyc？這個數據庫的結果該怎么用？這些全是數字的PWY編號又是什么？
別急，今天我們就給大家介紹PICRUSt2中的關鍵工具——MetaCyc數據庫。
MetaCyc是一個龐大而全面的數據庫，只包含非冗余且通過實驗手段闡明過的代謝通路！這里有參與初級和次級代謝的各種通路以及相關代謝物，生物化學反應，酶和基因等信息，旨在通過存儲具有代表性的實驗驗證的代謝通路，來對所有生命的代謝過程進行分類，為代謝通路和酶提供百科全書式的參考！ 打開MetaCyc的官網（https://metacyc.org/），就能看到一個非常顯眼的搜索欄，我們只需要將自己想要了解的信息輸入搜索欄，就能得到相關的信息。 輸入代謝通路，可以得到對應的通路圖、相關介紹、基因、物種等信息： 輸入酶，可以得到針對這個酶的概述、GO term、反應、蛋白特征等信息： 輸入基因，能得到針對該基因的介紹、相關反應等信息。另外，MetaCyc數據庫中的信息都來源于科學實驗文獻，搜索得到的這些結果，MetaCyc也貼心的標注好了對應的參考文獻，方便我們了解更深入的信息。 派森諾基因云上默認給大家展示MetaCyc的數據分析，比如代謝通路差異分析、代謝通路的物種組成等。針對這部分數據，要如何才能充分利用呢？這次我們以代謝通路差異分析為例給大家介紹下。 代謝通路差異分析中，我們找出了在不同處理間存在顯著差異的代謝通路，并以橫向柱狀圖的形式展示（如下圖）。橫坐標是差異倍數的對數值，縱坐標是MetaCyc的代謝通路編號。找到差異代謝通路后，怎么通過這一個個編號，來查看這個通路的相關信息呢？比如代謝通路圖啊，涉及的基因啊，物種啊等等。這就要聯系到MetaCyc數據庫了！接下來就是我們今天的重點部分——利用MetaCyc數據庫找到差異代謝通路的詳細信息！ 以編號為PWY-1422的差異代謝通路為例。我們來到MetaCyc主頁面，將這個編號輸入，按回車或點擊搜索。 搜索結果如下圖所示，MetaCyc會給出對應的搜索結果，點進去！ 頁面打開之后就能得到關于該代謝通路的各種信息了~ 比如代謝通路圖、相關物種、代謝通路分類、針對該通路的介紹、參考文獻，以及針對該代謝通路能做的其它分析。 上方截圖中，為了給大家展示整體的內容，我們對代謝通路圖進行了縮小，大家自己看的時候，可以點擊左側的+-，將通路圖調整成合適的大小~ 不得不說，MetaCyc在代謝通路圖上的信息真是相當豐富，鼠標點擊通路圖中的任意文字或符號，都會出來詳細的說明信息。 另外，頁面最右側，MetaCyc還提供了更多的分析可能，比如該通路在物種間的比較、設置代謝通路的顯示細節、基因信息下載、BioPax格式的代謝通路數據下載等等。 舉個例子，如果我們想要比較目標代謝通路在不同物種中的存在情況，只需要點擊右側Species Comparison即可，大概流程如下： ① 點擊Species Comparison，選擇物種（想要比較哪些物種中的代謝通路，就選擇哪些物種） ②選好物種后會彈出代謝通路選擇的界面，如果只想對目標代謝通路進行比較，直接點擊OK即可查看比較結果。如果還需要比較其它通路，可選擇多種代謝通路比較，添加需要比較的代謝通路。 ③添加好代謝通路，點擊OK，就可以得到代謝通路在不同物種或代謝通路中的存在情況啦！ ④如果比較完這些微生物，想要更換其它微生物繼續比較？ 很簡單！返回最開始的代謝通路頁面，點擊右側Comparison Organism/Database for Comparison Operations，就會跳出最開始的物種選擇框，重新選擇物種，然后繼續比較就可以了~ 另外，如果需要該代謝通路下對應的基因信息，直接點擊Download Genes，即可下載。 下載后的基因信息列表如下圖，不僅有基因名稱、酶編號，還有相關反應信息、物種信息等內容，方便我們進行深入分析。
以上就是我們根據MetaCyc能獲得的代謝通路信息了。MetaCyc還有很多強大的功能，也能直接將數據鏈接到其它數據庫，這里我們就先不多說了，各位老師感興趣的話可以再深入挖掘下。
