病毒宏基因組學(xué)(Viralmetagenomics)是宏基因組學(xué)的一個(gè)分支,指研究特定環(huán)境中的病毒群落的一門技術(shù)。近年來(lái)隨著新測(cè)序技術(shù)的不斷發(fā)展,尤其是第二代、第三代測(cè)序儀的出現(xiàn),使病毒宏基因組學(xué)發(fā)展尤為迅速。對(duì)海洋中病毒群體進(jìn)行了研究,闡明海水中病毒群體以噬菌體為主,并且是應(yīng)用宏基因組學(xué)分析人糞便中不能培養(yǎng)的病毒群落,標(biāo)志病毒宏基因組學(xué)的開(kāi)端。病毒宏基因組學(xué)這一概念,其描述的是環(huán)境中的病毒群落―噬菌體。再次提到病毒宏基因組學(xué)這一概念,并對(duì)宏基因組學(xué)挖掘新病毒的方法進(jìn)行了闡述,側(cè)重于人和動(dòng)物機(jī)體中的真核病毒群落。病毒宏基因組測(cè)序在核酸純化環(huán)節(jié),探普可以提供專門針對(duì)病毒的核酸純化樣本指南。山東微生物多樣性測(cè)序分析公司
宏基因組測(cè)序的挑戰(zhàn):背景干擾:病原樣本深藏在大量宿主和其它微生物之內(nèi),臨床病原常為起始量低,背景噪音大的復(fù)雜樣本,大量宿主信號(hào)掩蓋了微量病原信號(hào),致使敏感性偏低,難以有效區(qū)分。另外,因?yàn)镽NA病毒需先轉(zhuǎn)化為互補(bǔ)DNA(cDNA)再進(jìn)行測(cè)序,因此病原宏基因組測(cè)序技術(shù)對(duì)RNA病原體檢出率比DNA病毒更低??梢钥紤]對(duì)核酸樣本進(jìn)行特殊的處理,對(duì)病毒序列進(jìn)行特異性富集,再進(jìn)行建庫(kù)測(cè)序。質(zhì)量控制:病原宏基因組測(cè)序技術(shù)涉及一系列繁瑣的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程,例如文庫(kù)構(gòu)建涉及到基因組打斷,測(cè)序接頭鏈接,全基因組擴(kuò)增等多個(gè)步驟,每一步驟的目標(biāo)是要每個(gè)分子都以相同的效率執(zhí)行每個(gè)步驟,打斷有損失,連接有差別,擴(kuò)增有偏好,都會(huì)帶來(lái)檢測(cè)誤差。河北皮膚微生物多樣性測(cè)序價(jià)格病原微生物二代測(cè)序,也稱宏基因組測(cè)序(mNGS)。
傳統(tǒng)上,人類血液被認(rèn)為是無(wú)菌的。微生物血漿細(xì)胞游離DNA(mcfDNA)可能有兩種來(lái)源,包括微生物(細(xì)菌,病毒或噬菌體)的易位,這是指屬于人類微生物組的微生物細(xì)胞或其組成部分通過(guò)與外部環(huán)境連通的上皮粘膜進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng)。另外,當(dāng)組織粘膜被局部傳染(例如口腔,肺和皮膚傳染)或物理?yè)p傷(例如侵入性的手術(shù)或意外傷害)破壞時(shí),侵入性的病原體可能會(huì)偶然進(jìn)入血液,在嚴(yán)重的情況下引起菌血癥或病毒血癥。一旦進(jìn)入循環(huán)系統(tǒng),微生物核酸就會(huì)通過(guò)循環(huán)核酸外切酶被降解,然后形成小的DNA的片段,即微生物血漿細(xì)胞游離DNA(mcfDNA)。mcfDNA是一種新興的傳染性疾病診斷生物標(biāo)志物。盡管絕大多數(shù)cfDNA來(lái)自于患者自身的細(xì)胞,但在急性傳染期間可從血漿中檢測(cè)到微生物病原體的微量物質(zhì)。
基因測(cè)序技術(shù)在此次中起到了至關(guān)重要的作用,我國(guó)科研單位在一個(gè)月之內(nèi)迅速發(fā)現(xiàn)了正確的致病病毒并完成測(cè)序,得到了WHO的贊許。我國(guó)科學(xué)研究者對(duì)病毒序列、變異、核酸檢測(cè)手段的分享也為全世界應(yīng)對(duì)COVID-19帶來(lái)了極有力的支持。在病毒檢測(cè)過(guò)程中,一種測(cè)序技術(shù)獲得了市場(chǎng)的普遍關(guān)注,這個(gè)技術(shù)就是宏基因組測(cè)序(mNGS)技術(shù)。宏基因組學(xué)(Metagenomics),是以特定環(huán)境樣品中整個(gè)微生物群落基因組作為研究對(duì)象,無(wú)需分離培養(yǎng),直接提取環(huán)境樣本的DNA進(jìn)行高通量測(cè)序。對(duì)于臨床而言,mNGS可以準(zhǔn)確的分析患者樣本全部微生物,這一點(diǎn)對(duì)于傳染性疾病的病原體研究具有極高的應(yīng)用價(jià)值。病毒全基因組測(cè)序產(chǎn)品特點(diǎn):無(wú)需培養(yǎng)和特異性擴(kuò)增,對(duì)采集臨床樣本直接檢測(cè)。
病毒宏基因組學(xué)的應(yīng)用:病毒宏基因組學(xué)已經(jīng)應(yīng)用到人類、動(dòng)物和環(huán)境中,涉及到農(nóng)業(yè)、工業(yè)及畜牧業(yè)等各個(gè)領(lǐng)域,其應(yīng)用范圍已延伸到海洋、湖水、熱泉、下水道等無(wú)機(jī)環(huán)境,以及組織病料、血液、呼吸道、動(dòng)物排泄物等有機(jī)環(huán)境。應(yīng)用病毒宏基因組學(xué)的方法研究佛羅里達(dá)綠海龜?shù)睦w維狀瘤組織中發(fā)現(xiàn)了新型單鏈DNA病毒(Seaturtletornovirus1,STTV1)。分析了來(lái)自馬里蘭淡水湖中的RNA病毒宏基因組,結(jié)果獲得淡水湖中30多個(gè)RNA病毒家族序列,其中包含小RNA病毒、小雙股病毒及正黏病毒等。病毒宏基因組也是旨在研究微生物群體中的物種分布規(guī)律和差異,通過(guò)大數(shù)據(jù)分析微生物群體的功能。河北皮膚微生物多樣性測(cè)序價(jià)格
通過(guò)對(duì)樣本進(jìn)行宏病毒組測(cè)序,我們可以了解單個(gè)樣本里有什么病毒。山東微生物多樣性測(cè)序分析公司
用二代測(cè)序?qū)颖具M(jìn)行宏病毒組測(cè)序有哪些挑戰(zhàn)?二代測(cè)序技術(shù)基本流程是核酸純化-文庫(kù)構(gòu)建-生物信息學(xué)分析。用二代測(cè)序?qū)颖具M(jìn)行宏病毒組測(cè)序,每一步都是很大的挑戰(zhàn)。無(wú)論是來(lái)自腸道還是水體或者土壤,樣本都會(huì)伴隨基因組數(shù)倍于病毒的細(xì)菌和宿主細(xì)胞。為了提高數(shù)據(jù)有效利用率,首先,樣本處理和核酸純化需要有的放矢。文庫(kù)構(gòu)建時(shí),由于病毒基因組核酸存在多種可能,建庫(kù)成本的把控、文庫(kù)保真度、建庫(kù)成功率對(duì)于生產(chǎn)者和研究者都是極大的挑戰(zhàn)。而生信分析,由于病毒并不像細(xì)菌一樣研究透徹,具備龐大的數(shù)據(jù)庫(kù),目前國(guó)內(nèi)外的分析水平也是參差不齊。山東微生物多樣性測(cè)序分析公司
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