Wageningen, The Netherlands
February 16, 2021
Metabolism is the process by which cells in humans, as well as plants, animals and other organisms, produce metabolites such as amino acids, carbohydrates and hormones. These metabolites are invaluable. A new, global data platform set up by Wageningen University & Research will make it much easier for researchers worldwide to link genetic and other information about metabolites, the organisms that produce them ánd the process of metabolism. This will pave the way for faster identification of currently unknown metabolites that, for example, possess antibiotic or antiviral capacities, or contribute to increased crop yields.
The new platform is an initiative of the Bioinformatics Group of Wageningen University & Research (WUR) and can be found online via https://pairedomicsdata.bioinformatics.nl. A publication about the platform was published on the website of the leading journal Nature Chemical Biology.
Paired Omics Data Platform
WUR's Bioinformatics Group specialises in the development of algorithms and software that can be used to unravel the structure and function of DNA and metabolites from plants, bacteria and fungi and to search for specific characteristics. However, in complex samples, tracing the structures of metabolites and of the organism that produces them remains a very difficult challenge. It is also difficult to find out which genes are responsible for the production of certain metabolites. The Paired Omics Data Platform should simplify this process and contribute to a faster characterisation of new metabolites.
The Paired Omics Data Platform stores links between genomics and metabolomics data of bacteria, fungi, and plants (top). Moreover, links between specific genes and the metabolite structures they encode for together with their mass spectra can be recorded (bottom).
Global collaboration
The platform has been created in cooperation with researchers from the Netherlands eScience Center and the University of California San Diego (USA). Together, they have set up a consortium of more than one hundred scientists from more than ten different countries. All these scientists provided feedback on the content of the platform, and filled it with more than 4800 linked genomic and metabolic datasets from various organisms and microbial communities. The platform is already being used to develop new algorithms to automatically link gene clusters and metabolite spectra.
Feeding the world population
"Considering that the world's population will grow significantly in the coming decades, we hope to discover, for example, which bacteria produce metabolites that promote plant growth and crop yields", says research leader Justin van der Hooft. "But you could also map out which metabolites have an antibiotic or antiviral effect and in which organisms they occur. This is not only important from the point of view of health promotion, but can also highlight the need to better protect certain organisms and biodiversity in general."
Nieuw mondiaal dataplatform faciliteert onderzoekers uit de hele wereld in koppelen genetische en metabole data
Metabolisme is het proces van stofwisseling in cellen waarmee mensen, planten en andere organismes metabolieten zoals aminozuren, koolhydraten en hormonen aanmaken. Deze metabolieten zijn van onschatbare waarde. Een nieuw, mondiaal dataplatform opgezet door Wageningen University & Research maakt het voortaan veel makkelijker om genetische en andere informatie over metabolieten, de organismes die ze produceren én het proces van metabolisme aan elkaar te koppelen. Op deze manier kunnen sneller nu nog onbekende metabolieten worden gevonden die bijvoorbeeld een antibiotische of antivirale werking hebben of bijdragen aan hogere gewasopbrengsten.
Het nieuwe platform is een initiatief van de Bioinformatics Group van Wageningen University & Research (WUR) en is online te vinden via https://pairedomicsdata.bioinformatics.nl. Een publicatie over het platform is gepubliceerd op de website van het toonaangevende tijdschrift Nature Chemical Biology.
Paired Omics Data Platform
De Bioinformatics Group van WUR is gespecialiseerd in het ontwikkelen van algoritmen en software waarmee de structuur en functie van DNA en metabolieten van planten, bacteriën en schimmels kan worden ontrafeld en doorzocht op specifieke kenmerken. In complexe samples blijft het achterhalen van de structuren van metabolieten en van het organisme dat hen produceert echter een zeer lastige uitdaging. Ook is het moeilijk om erachter te komen welke genen verantwoordelijk zijn voor de aanmaak van bepaalde metabolieten. Het Paired Omics Data Platform moet dit gaan vereenvoudigen en er zo aan bijdragen dat nieuwe metabolieten sneller gekarakteriseerd gaan worden.
Het Paired Omics Data Platform koppelt genomics data aan metabolomics data van bacteriën, schimmels en planten(boven). Ook kunnen links tussen specifieke genen en de metaboliet-structuren die eruit voorkomen alsmede hun mass spectra worden vastgelegd (beneden).
Wereldwijde samenwerking
Het platform is tot stand gekomen in samenwerking met onderzoekers van het Netherlands eScienceCenter en de University of California San Diego (USA). Gezamenlijk hebben zij een consortium opgezet van meer dan honderd wetenschappers uit meer dan tien verschillende landen. Zij hebben feedback gegeven op de inhoud van het platform, en het gevuld met meer dan 4800 gekoppelde genomische en metabole datasets van diverse organismen en microbiële gemeenschappen. Het platform wordt nu al gebruikt om nieuwe algoritmes te ontwikkelen met als doel genclusters en metaboliet-spectra automatisch aan elkaar te linken.
Wereldbevolking voeden
“Wetende dat de wereldbevolking de komende decennia fors groeit hopen we bijvoorbeeld te ontdekken in welke bacteriën metabolieten worden aangemaakt die plantengroei en gewasopbrengsten bevorderen”, zegt onderzoeksleider Justin van der Hooft. “Maar je kunt bijvoorbeeld ook in kaart brengen welke metabolieten een antibiotische of antivirale werking hebben en in welke organismen ze voorkomen. Dat is niet alleen belangrijk vanuit het oogpunt van gezondheidsbevordering, maar kan de noodzaak aantonen om bepaalde organismes en biodiversiteit in het algemeen beter te beschermen.”
Topics
Species
