近年來,隨著測序技術(shù)的發(fā)展,對微生物群(微生物組)的研究逐漸加深,研究熱點越來越多集中于環(huán)境和生物體相互作用的微生物群。加之測序成本降低,分析技術(shù)不斷提升,都使得宏基因組測序技術(shù)得到普遍應(yīng)用。為什么要做宏基因組:宏基因組相對16S來說其物種分辨率會更高,隨著物種測序完成越來越多,數(shù)據(jù)庫更加完善,在腸道菌群方面基本能實現(xiàn)97%以上的菌都能鑒定到種,90%以上到菌株層面。而且可以同時獲得除RNA病毒外的所有物種的分布。此外包括菌基因組CNV等方法的出現(xiàn),可以直接通過大規(guī)模宏基因組測序不僅找到可能的菌,進一步還能鑒定出特定候選基因區(qū)段。傳統(tǒng)Sanger測序相比,NGS技術(shù)的發(fā)展使得一個小的研究小組可以擁有大量病毒株的全基因組序列。水體微生物多樣性測序分析診斷
病毒宏基因組學文庫中包含兆級的短序列片段(Reads)。通過不同的序列拼接軟件將Reads拼接較長的DNA序列片斷(Contigs)。數(shù)據(jù)組裝可通過K-mer分析評估各個樣品的測序深度,通過對SOAPdenovo設(shè)置不同K值,篩選較好組裝結(jié)果,對較好組裝結(jié)果進行校正,并統(tǒng)計Reads利用率。接著利用已測序生物體的DNA序列構(gòu)建數(shù)據(jù)庫,將拼接后的Contigs通過不同的鑒定方案,與數(shù)據(jù)庫里的DNA序列信息進行比對,確定該序列來自的生物群落,篩選有用的基因信息。此外,還可以用一些工具對序列進行基因預(yù)測(如Metagene、GeneMark,FragGeneScan等)。山東病毒宏基因組測序價格病毒全基因組測序產(chǎn)品特點:不預(yù)設(shè)目標檢出物,樣本的所有病原信息一網(wǎng)打盡。
病毒宏基因組學的應(yīng)用:病毒宏基因組學已經(jīng)應(yīng)用到人類、動物和環(huán)境中,涉及到農(nóng)業(yè)、工業(yè)及畜牧業(yè)等各個領(lǐng)域,其應(yīng)用范圍已延伸到海洋、湖水、熱泉、下水道等無機環(huán)境,以及組織病料、血液、呼吸道、動物排泄物等有機環(huán)境。應(yīng)用病毒宏基因組學的方法研究佛羅里達綠海龜?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。
近年來,新發(fā)人畜共患病呈現(xiàn)逐年遞增的趨勢,人類想要征服新發(fā)人畜共患病,就必須提前發(fā)掘潛在的新的致病的病原,并針對新病原進行基因組分析、流行病學調(diào)查、致病機制及疫苗開發(fā)等方面的研究。病毒宏基因組學是在宏基因組學基礎(chǔ)上發(fā)展起來研究特定環(huán)境中病毒的新興技術(shù),該技術(shù)結(jié)合深度測序技術(shù)(第二代、第三代測序技術(shù))已經(jīng)在人類、動物、特定環(huán)境中挖掘出大量的新病毒,該技術(shù)不依賴于病毒培養(yǎng)及病毒序列,在國內(nèi)外被普遍應(yīng)用于新發(fā)人畜共患病病原的挖掘與臨床診斷。就病毒宏基因組學在動物病毒研究中的應(yīng)用及研究進展進行了介紹。DNA病毒基因組測序:動物、人、植物被特定病毒株侵染、分離到病毒株。
病毒宏基因組測序研究案例:噬菌體是糞便病毒組的主要成員,糞便病毒組移植(FVT)或能有效的調(diào)節(jié)腸道菌群。在該項概念驗證試驗中發(fā)現(xiàn),接受瘦小鼠的糞便病毒組移植后,飼喂高脂食物的小鼠體重增長變慢,同時還能保持正常的血糖指標,F(xiàn)VT引起的腸道菌群變化介導(dǎo)了這些保護性功能代謝作用。這項研究表明,F(xiàn)VT療法或能用來改善肥胖和糖尿病等腸道菌群相關(guān)代謝類疾病。對噬菌體不造成損傷,大程度保證了病毒活性,適用于下游FVT研究。宏病毒組學(ViralMetagenomics)是宏基因組學的一個分支,但與傳統(tǒng)的宏基因組學概念不同,它是在宏基因組學概念的基礎(chǔ)上,結(jié)合病毒自身的特點,將宏基因組學方法應(yīng)用到病毒學領(lǐng)域而形成的。微生物檢測中含有一種以上的微生物培養(yǎng)物稱為混和培養(yǎng)物。水體微生物多樣性測序分析診斷
病毒的全基因組測序以及對應(yīng)的生物信息學分析方法是研究病毒進化、毒力因子變異、疫病爆發(fā)之間的關(guān)系。水體微生物多樣性測序分析診斷
對樣本進行宏病毒組測序有什么意義?和細菌的宏基因組相似,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,通過大數(shù)據(jù)分析微生物群體的功能。通過對樣本進行宏病毒組測序,我們可以了解單個樣本里有什么病毒,相對含量是多少,優(yōu)勢物種是什么;還可以了解不同群體間物種分布有何差異,結(jié)合樣本來源和其所屬環(huán)境,指導(dǎo)下游的實驗方向。于科研,好的群體和樣本可以發(fā)表質(zhì)量的學術(shù)論文;于臨床,可以輔助臨床醫(yī)生進行微生物侵染類疾病診斷并在一定程度提供用藥指導(dǎo)。隨著數(shù)據(jù)庫日趨完善,對樣本進行宏病毒組測序以后,我們將獲得越來越豐富的信息,它有朝一日會成為研究者非常常規(guī)的研究手段。水體微生物多樣性測序分析診斷