微生物多樣性測序分析技術(shù)

來源: 發(fā)布時間:2022-07-25

病毒宏基因組測序:可直接對樣本中的核酸進(jìn)行高通量測序,鑒定樣本中可能存在的病原菌,輔助臨床決策。覆蓋細(xì)菌、病毒、寄生蟲、衣原體、立克次氏體、螺旋體等13396種微生物;同時進(jìn)行耐藥基因檢測,涵蓋266種耐藥菌,2984種抗性基因。宏基因組測序在新發(fā)腹瀉病毒鑒定中的應(yīng)用:發(fā)現(xiàn)和鑒定新病毒以及確定新病毒與疾病的關(guān)系是預(yù)防、診斷和新發(fā)病毒性傳染病的首要任務(wù)。高通量測序技術(shù)突破了傳統(tǒng)技術(shù)方法的局限,可以直接以標(biāo)本中所有的遺傳物質(zhì)為研究對象,從而能夠快速地鑒定出標(biāo)本中存在的病毒,形成了一門研究特定環(huán)境中病毒群落的新興學(xué)科:病毒宏基因組學(xué)(宏病毒組)。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。微生物多樣性測序分析技術(shù)

介紹宏病毒組分析的常用軟件之前,首先我們來看一下宏病毒組的基本分析流程。這里需要說明的是基于病毒顆粒分離技術(shù)及NGS測序平臺的宏病毒組學(xué)研究還處于起步階段,分析功能模塊新的思路和技術(shù)層出不窮,但另一個層面,宏病毒組是宏基因組的一個分支,基本大的分析思路方面與宏基因組還是有著不小的相似之處。歸納一下,宏病毒組主要包括一下幾個方面的分析內(nèi)容:病毒群落結(jié)構(gòu)組成分析;病毒群落功能分析;病毒(特別是噬菌體)宿主預(yù)測;病毒與群落中細(xì)菌、古菌等其他微生物之間的互作網(wǎng)絡(luò);基于非數(shù)據(jù)庫比對的新病毒序列的挖掘。微生物多樣性測序分析技術(shù)可利用不同底物產(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(dá)到檢測特定微生物的目的。

病原微生物二代測序,也稱宏基因組測序(mNGS)是目前臨床上針對病原較常用的基因測序方法。通過對疑似傳染標(biāo)本采集提取后(無需培養(yǎng))直接進(jìn)行高通量測序,利用病原微生物數(shù)據(jù)庫比對和分析后可以獲得疑似致病微生物種屬信息?;贜GS的宏基因組學(xué)檢測技術(shù)在2014年被用于臨床傳染患者的病原學(xué)診斷。目前,多個省市已經(jīng)將病原微生物二代測序納入醫(yī)保報銷,助力檢測!目前,國家微生物科學(xué)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)資源總量已超過300TB,數(shù)據(jù)記錄數(shù)超過了40億條??捎糜谂R床的微生物數(shù)據(jù)庫包括了超過18000條信息。

宏病毒組學(xué)(ViralMetagenomics)是宏基因組學(xué)的一個分支,但與傳統(tǒng)的宏基因組學(xué)概念不同,它是在宏基因組學(xué)概念的基礎(chǔ)上,結(jié)合病毒自身的特點,將宏基因組學(xué)方法應(yīng)用到病毒學(xué)領(lǐng)域而形成的。2002年,Breitbart等(BreitbartM,etal,2002)將宏基因組學(xué)方法應(yīng)用于海洋病毒群落的研究,發(fā)現(xiàn)噬菌體為海水中主要病毒組,這一研究標(biāo)志著宏病毒組學(xué)正式應(yīng)用于科學(xué)研究。簡而言之,宏病毒組學(xué)就是應(yīng)用特殊方法把特定環(huán)境中所有病毒與其他微生物分開,然后提取的病毒核酸,用高通量技術(shù)進(jìn)行病毒核酸測序,依托現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相應(yīng)的比對工作,并運用軟件分析處理后得到研究樣品中病毒群落的組成信息。病毒宏基因組測序可直接對樣本中的核酸進(jìn)行高通量測序。

病毒宏基因組學(xué)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(jìn)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(jìn)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(jìn)行基因預(yù)測(如Metagene、GeneMark、FragGeneScan等)。面對未知病毒,抵抗力是我們健康的屏障。深圳土壤微生物分析多少錢

微生物鑒定可以用微生物對噬菌體的敏感性作為指標(biāo)來鑒定微生物的種屬。微生物多樣性測序分析技術(shù)

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(jìn)行基因組分析、流行病學(xué)調(diào)查、致病機(jī)制及疫苗開發(fā)等方面的研究。病毒宏基因組學(xué)是在宏基因組學(xué)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(xué)在動物病毒研究中的應(yīng)用及研究進(jìn)展進(jìn)行了介紹。微生物多樣性測序分析技術(shù)