微生物群集：北米の河川からクラウドソーシングで得られたマイクロバイオームの機能カタログ

人為起源の影響が増大する中で元素循環を予測して水質を維持するには、河川のマイクロバイオームを左右する空間的要因に関する知識が必要である。しかし、河川の生物地球化学を支配する中心的な微生物過程については、ゲノムレベルで解明された機能的知見や複数河川にわたる試料採取が欠如しているため、理解が進展していない。今回我々は、河川マイクロバイオームの試料採取、塩基配列解読、ゲノム解像度での解析を加速させるためのコミュニティー科学の取り組みによって、GROWdb（Genome Resolved Open Watersheds database）を作成した。GROWdbは、米国の河川流域の90％に相当する河川表流水の、微生物ゲノムのアイデンティティー、分布、機能、発現のプロファイルを示したものである。具体的には、GROWdbは27門の微生物系統（10科および128属の新規系統が含まれる）を包含しており、中心的な河川マイクロバイオームをゲノムレベルで明らかにしている。GROWdb解析を広範な地理空間情報と組み合わせることによって、微生物の群集構造の形成を駆動する局地的・地域的な要因が明らかになった一方、生態系機能に関する基礎的な仮説もいくつか示された。また、以前提唱された河川連続体仮説に基づいて、微生物の機能形質発現データを重ね合わせたところ、河川マイクロバイオームの構造と機能が予測可能であることが示唆された。GROWdbはさまざまなコラボレーションのサイバーインフラを通じて公開されており、河川流域の予測モデル作成やマイクロバイオームに基づく管理活動のために分野を超えて広く利用可能である。

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