宏基因組測序的挑戰(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,背景噪音大的復雜樣本,大量宿主信號掩蓋了微量病原信號,致使敏感性偏低,難以有效區(qū)分。另外,因為RNA病毒需先轉(zhuǎn)化為互補DNA(cDNA)再進行測序,因此病原宏基因組測序技術對RNA病原體檢出率比DNA病毒更低??梢钥紤]對核酸樣本進行特殊的處理,對病毒序列進行特異性富集,再進行建庫測序。質(zhì)量控制:病原宏基因組測序技術涉及一系列繁瑣的實驗操作過程,例如文庫構(gòu)建涉及到基因組打斷,測序接頭鏈接,全基因組擴增等多個步驟,每一步驟的目標是要每個分子都以相同的效率執(zhí)行每個步驟,打斷有損失,連接有差別,擴增有偏好,都會帶來檢測誤差。一直以來,病毒基因組測序都是疾病診斷、流行病學調(diào)查和宿主-病原關系研究的重要手段。安徽宏基因?qū)W測序分析服務公司
宏基因組應用:特定生物種基因組研究使人們的認識單元實現(xiàn)了從單一基因到聚合基因的轉(zhuǎn)變,宏基因組研究將使人們擺脫物種界限,揭示更高更復雜層次上的生命運動規(guī)律。在目前的基因結(jié)構(gòu)功能認識和基因操作技術背景下,細菌宏基因組成為研究和開發(fā)的主要對象。細菌宏基因組細菌人工染色體文庫篩選和基因系統(tǒng)學分析使研究者能更有效地開發(fā)細菌基因資源,更深入地洞察細菌多樣性。如宏基因組成為生物催化劑的新來源。病毒宏基因組測序是指通過高通量測序?qū)φ麄€環(huán)境中的病毒進行研究,以獲得單個樣品的飽和數(shù)據(jù)量,可進行病毒群體的物種分類、復雜度分析、群體結(jié)構(gòu)分析、功能注釋、樣品間的病毒種類或基因差異分析。宏基因組測序研究擺脫了對病毒分離培養(yǎng)的限制,為環(huán)境中各種病毒的研究提供了有效工具,并可以通過宏基因組深度測序挖掘具有應用價值的基因資源。山東口腔微生物多樣性測序分析價格微生物的檢測可以通過顯微鏡直接觀察。
宏基因組測序:宏基因組測序是對人體樣本或特定環(huán)境樣品中的總核酸(DNA或RNA)進行高通量測序,通過比對數(shù)據(jù)庫,得到傳染病原體的信息,能夠檢測出新發(fā)和罕見病原體,特別是在未知病原檢測中發(fā)揮了難以替代的作用,當然宏基因組檢測方法也面臨不少挑戰(zhàn),檢測結(jié)果的靈敏度受宿主及其他微生物背景核酸的影響。高通量測序技術能夠提供準確而科學的基因測序分析結(jié)果,為防控提供有力技術保障??茖W家通過對病毒進行全基因組測序,可以了解不同傳播階段的變異情況,推測病毒對人的傳染力的變化及傳播情況。
病毒是地球上數(shù)量多的生物實體,其中細菌病毒(即噬菌體)約有1031個類群,從海洋到陸地再到人體幾乎都是它們的棲息地。研究者將病毒視為調(diào)節(jié)人類生態(tài)系統(tǒng)的重要成員,人體內(nèi)主要包括真核病毒和噬菌體,包括雙鏈DNA(double-strandedDNA,dsDNA),單鏈DNA(single-strandedDNA,ssDNA)和RNA病毒。隨著對病毒研究的普遍開展,“病毒組”與“病毒組學”的概念也應運而生,這些術語分別涵蓋了棲息在生態(tài)系統(tǒng)中的所有病毒及其基因組和對它們的研究(LefkowitzEJ,etal,2017)。根據(jù)病毒不同的特征進行分類,包括病毒的宿主范圍;病毒的形態(tài)學;病毒的基因組大?。徊《镜暮怂峤M成成分以及病毒的致病性。雖然所有的性狀在病毒分類學的確定中都很重要,但目前利用平均核苷酸同源性(ANI)和系統(tǒng)發(fā)育關系進行序列比較被視為定義和區(qū)分病毒群類的主要標準??衫貌煌孜锂a(chǎn)生的不同代謝產(chǎn)物來間接檢測該微生物內(nèi)酶的有無,從而達到檢測特定微生物的目的。
宏病毒組其實就是病毒的宏基因組(meta-genomics),該技術是隨著高通量測序技術的興起而發(fā)展起來的。該技術主要是使用大量微生物群體樣本的測序數(shù)據(jù)和生物信息學分析手段,以多種數(shù)據(jù)庫為基礎,進行群體的種類和功能分析。因此,它主要的應用場景在于微生物群體研究,如腸道微生物、皮膚微生物、口腔微生物、水體微生物、土壤微生物等。一直以來宏基因組技術都是在細菌領域使用,病毒的樣本收集困難、文庫構(gòu)建繁瑣、數(shù)據(jù)庫不完善,因此宏基因組技術未能獲得普遍應用。上海探普生物科技有限公司立志專門解決病毒方向的基因組研究難題,開發(fā)了整套的樣本處理和生信分析流程,基于這套流程,研究者們想對樣本進行宏病毒組測序就很容易實現(xiàn)了。由于各種微生物所具有的酶系統(tǒng)不完全相同,對許多物質(zhì)的分解能力亦不一致。安徽宏基因?qū)W測序分析服務公司
DNA病毒基因組測序:獲得一種指定DNA病毒盡量完整的序列。安徽宏基因?qū)W測序分析服務公司
近年來,隨著測序技術的發(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,分析技術不斷提升,都使得宏基因組測序技術得到普遍應用。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。安徽宏基因?qū)W測序分析服務公司