傳統(tǒng)微生物檢測(cè)由于時(shí)間長(zhǎng)、陽(yáng)性率低、檢測(cè)目標(biāo)單一,限制了傳染疾病的診治。宏基因組測(cè)序技術(shù)不依賴于微生物的分離培養(yǎng),克服了傳統(tǒng)的純培養(yǎng)方法的技術(shù)限制,為研究和開(kāi)發(fā)利用占微生物種類99%以上的未可培養(yǎng)的微生物提供了一種新的途徑和良好的策略。宏基因組測(cè)序以無(wú)需純化培養(yǎng)、能夠快速全方面的展示序列信息的優(yōu)勢(shì),逐步在臨床上得到了普遍應(yīng)用。病原宏基因組測(cè)序檢測(cè)出病原體并報(bào)告相應(yīng)被檢測(cè)出的序列數(shù),再依據(jù)大數(shù)據(jù)庫(kù)判定是否為致病病原體。然而不同的測(cè)序平臺(tái)采用不同的數(shù)據(jù)庫(kù),再由不同的研發(fā)、臨床和檢驗(yàn)**解讀,缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),結(jié)果也會(huì)出現(xiàn)差異。因此仍需將病原宏基因組測(cè)序檢測(cè)數(shù)據(jù)和臨床更好的結(jié)合,從而更準(zhǔn)確鑒定致病病原體。微生物鑒定的用途:醫(yī)療保?。簻?zhǔn)確、快速地鑒定細(xì)菌和寄生蟲(chóng),以進(jìn)行正確和及時(shí)的疾病診斷。宏病毒組分析原理
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。河南宏基因組分析方法高通量測(cè)序技術(shù)問(wèn)世,給微生物鑒別打開(kāi)一扇新的大門(mén)。
病毒宏基因組學(xué)的研究過(guò)程主要包括以下3個(gè)步驟:樣品的處理、病毒宏基因組學(xué)文庫(kù)構(gòu)建和數(shù)據(jù)分析與處理。樣品的制備較關(guān)鍵的是樣品的處理、遺傳物質(zhì)的分離和富集。樣品的制備關(guān)鍵應(yīng)做到提取能夠表示該環(huán)境的高純度樣本,并除去非病毒核酸細(xì)胞和遺傳物質(zhì)的干擾。富集微生物及去除非目的性的細(xì)胞和遺傳物質(zhì)是分離高質(zhì)量的遺傳物質(zhì)的前提,提取高純度的表示特定環(huán)境中的遺傳物質(zhì)是宏基因組學(xué)研究過(guò)程中的難題。正切流過(guò)濾系統(tǒng)、差異過(guò)濾、梯度離心、空心纖維過(guò)濾、DNA酶和RNA酶處理、序列非依賴的單引物擴(kuò)增(Sequence-independentsingleprimeramplification,SISPA)等技術(shù)可用于樣品的制備,而SYBR金染色法可用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)處理樣品中病毒顆粒的數(shù)量。
宏基因組是指特定環(huán)境中全部微生物遺傳物質(zhì)的總和。宏基因組測(cè)序以特定環(huán)境中的整個(gè)微生物群落作為研究的對(duì)象,不需對(duì)微生物進(jìn)行分離培養(yǎng),而是提取環(huán)境微生物總DNA進(jìn)行研究。其擺脫了傳統(tǒng)研究中微生物分離培養(yǎng)的技術(shù)限制,在基因組水平解讀微生物群體的多樣性和豐度,探索微生物與環(huán)境及宿主之間的關(guān)系。目前,第二代高通量測(cè)序技術(shù)在宏基因組的研究上已被普遍應(yīng)用。第二代高通量測(cè)序平臺(tái)具有通量高、準(zhǔn)確性高、速度快、信息全等特點(diǎn),加快了宏基因組測(cè)序在鑒定低豐度的微生物群落,挖掘更多基因資源方面的應(yīng)用。有很多微生物通過(guò)傳統(tǒng)技術(shù)是無(wú)法鑒別的。
宏基因組應(yīng)用:特定生物種基因組研究使人們的認(rèn)識(shí)單元實(shí)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(fù)雜層次上的生命運(yùn)動(dòng)規(guī)律。在目前的基因結(jié)構(gòu)功能認(rèn)識(shí)和基因操作技術(shù)背景下,細(xì)菌宏基因組成為研究和開(kāi)發(fā)的主要對(duì)象。細(xì)菌宏基因組細(xì)菌人工染色體文庫(kù)篩選和基因系統(tǒng)學(xué)分析使研究者能更有效地開(kāi)發(fā)細(xì)菌基因資源,更深入地洞察細(xì)菌多樣性。如宏基因組成為生物催化劑的新來(lái)源。病毒宏基因組測(cè)序是指通過(guò)高通量測(cè)序?qū)φ麄€(gè)環(huán)境中的病毒進(jìn)行研究,以獲得單個(gè)樣品的飽和數(shù)據(jù)量,可進(jìn)行病毒群體的物種分類、復(fù)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(cè)序研究擺脫了對(duì)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(guò)宏基因組深度測(cè)序挖掘具有應(yīng)用價(jià)值的基因資源。面對(duì)未知病毒,抵抗力是我們健康的屏障。皮膚微生物測(cè)序分析診斷
傳統(tǒng)Sanger測(cè)序相比,NGS技術(shù)的發(fā)展使得一個(gè)小的研究小組可以擁有大量病毒株的全基因組序列。宏病毒組分析原理
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(mén)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。宏病毒組分析原理