MCycDB(甲烷循环数据库)是一个精选的生物信息学数据库与分析工具包,旨在从鸟枪法宏基因组测序数据中全面刻画甲烷循环基因家族及其关联微生物分类群的特征。甲烷是对全球气候变化具有超量影响的关键温室气体,而 MCycDB 填补了一个关键空白:现有的公开直系同源数据库缺乏准确分析甲烷循环基因的特异性,经常因同源但功能无关的序列产生假阳性。MCycDB 提供高质量的参考数据库,可用于明确样本中存在哪些甲烷基因。
MCycDB 的参考数据代表了甲烷循环研究的一项重要精选资源。该数据库通过以 100% 序列一致性对专家精选的序列进行聚类来构建,以生成代表性序列,然后使用同源直系同源群扩充这些序列,在序列分配期间作为假阳性过滤器。关键数据如下:

这 10 条途径涵盖了完整的甲烷循环——从产甲烷作用(微生物产甲烷)到甲烷营养(微生物甲烷氧化)——跨越好氧和厌氧环境,使研究人员能够刻画任何环境微生物组的完整甲烷代谢图景。
甲烷循环包含两个相反的生化方向——产甲烷作用(生物产甲烷)和甲烷氧化营养(生物甲烷氧化)——每个方向根据底物特异性和电子受体的可用性进一步细分为多条途径。MCycDB整理了10条此类途径的基因家族,确保既能捕获典型途径,也能捕获具有重要环境意义的边缘途径。这298个基因家族编码的酶催化了从初始底物激活到末端电子传递的每一个主要步骤,包括多亚基酶复合物,其中每个亚基都构成其独立的家族。

mcrA基因家族(甲基辅酶M还原酶,α-亚基)是产甲烷菌和厌氧甲烷氧化菌最广泛使用的单一功能标记物,而pmoA(颗粒性甲烷单加氧酶,α-亚基)在好氧甲烷氧化菌中发挥着类似的作用。两者均被收录在MCycDB的精心整理的家族中,同时收录的还有所有相关的亚基,它们共同构成了功能全酶。
输入文件:
基因组/宏基因组预组装结果文件或包含所有待分析基因组的zip压缩包。
小工具结果:
anno_result_full.csv

qseqid:Query sequence ID,输入的基因编号(一个基因可以参与多个循环过程);sseqid:Subject sequence ID,比对上的 CCycDB 参考序列 ID;pident:一致性百分比(% identity);length:比对长度(对齐的氨基酸/碱基个数);mismatch:错配数;gapopen:gap数;qstart:查询序列比对起始位置;qend:查询序列比对结束位置;sstart:参考序列比对起始位置;send:参考序列比对结束位置;evalue:期望值,越小越显著(通常 < 1e-5 算可靠);bitscore:比特分值,越高代表匹配质量越好;gene:基因简称;db:该注释来源的原始数据库。
anno_result.csv

qseqid:Query sequence ID,输入的基因编号(一个基因可以参与多个碳循环过程);gene:基因简称;db:该注释来源的原始数据库。
gene_count_pathway.csv

gene:基因简称;GeneCount:注释到该基因的序列数量。
参考文献:
Qian,
数据库版本:MCycDB_2021