宏病毒組學(xué)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。宏基因組測序是通過比對數(shù)據(jù)庫,得到病原體的信息。杭州微生物群體多樣性分析公司
優(yōu)化臨床制備病毒宏基因組測序所用樣本的方法:①介紹高通量病毒宏基因組測序的樣本制備步驟,對臨床樣本的總核酸進(jìn)行隨機(jī)擴(kuò)增;②檢測了從血漿樣本中富集/擴(kuò)增DNA及RNA病毒的不同方法,一種包括過濾、核酸酶消化、在不同反應(yīng)中隨機(jī)擴(kuò)增DNA及RNA的步驟是較好的;③隨后在包含了不同病毒科的樣本中驗證此方法,可高讀數(shù)地檢測到大多數(shù)病毒序列,且優(yōu)于現(xiàn)行的其它樣本制備方法;④該方法不只適用于血漿樣本,還可用于尿液、咽喉拭子等臨床樣本。長沙宏病毒學(xué)分析宏基因組測序逐步在臨床上得到了很多的應(yīng)用。
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(fù)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(bǔ)DNA(cDNA)再進(jìn)行測序,因此病原宏基因組測序技術(shù)對RNA病原體檢出率比DNA病毒更低??梢钥紤]對核酸樣本進(jìn)行特殊的處理,對病毒序列進(jìn)行特異性富集,再進(jìn)行建庫測序。質(zhì)量控制:病原宏基因組測序技術(shù)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(kuò)增等多個步驟,每一步驟的目標(biāo)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(kuò)增有偏好,都會帶來檢測誤差。
病毒宏基因組測序的研究案例: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(biāo),F(xiàn)VT引起的腸道菌群變化介導(dǎo)了這些保護(hù)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(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。宏基因組是1998年提出的新名詞。
用二代測序?qū)颖具M(jìn)行宏病毒組測序具有的挑戰(zhàn):二代測序技術(shù)基本流程是核酸純化-文庫構(gòu)建-生物信息學(xué)分析。用二代測序?qū)颖具M(jìn)行宏病毒組測序,每一步都是很大的挑戰(zhàn)。無論是來自腸道還是水體或者土壤,樣本都會伴隨基因組數(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。文庫構(gòu)建時,由于病毒基因組核酸存在多種可能,建庫成本的把控、文庫保真度、建庫成功率對于生產(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,目前國內(nèi)外的分析水平也是參差不齊。通過對樣本進(jìn)行宏病毒組測序可以了解不同群體間物種分布的差異。長沙宏病毒學(xué)分析
探普生物具備處理大量多樣的病毒樣本的經(jīng)驗,熟知各類病毒樣本的特性,對于樣本準(zhǔn)備有獨特的方法指南。杭州微生物群體多樣性分析公司
探普生物對樣本進(jìn)行宏病毒組測序?qū)嶒灮诙鷾y序技術(shù)。經(jīng)過核酸純化-文庫構(gòu)建-生物信息學(xué)分析這3大基本流程后,樣本轉(zhuǎn)換成了序列數(shù)據(jù)。首先,在核酸純化環(huán)節(jié),探普提供專門針對病毒的核酸純化樣本指南,以提高純度和得率,與此同時探普生物也提供核酸純化服務(wù)。第二,文庫構(gòu)建環(huán)節(jié)。樣本的核酸具備濃度低,總量少的特點。探普生物專門針對這一點開發(fā)了超微量核酸文庫構(gòu)建,可以將0.01ng/μl甚至更低濃度的核酸構(gòu)建成測序文庫。第三,生物信息學(xué)分析環(huán)節(jié)。寄生性質(zhì)的生物下機(jī)數(shù)據(jù)一般都伴隨大量的宿主和其他微生物的數(shù)據(jù)。探普生物基于該特點,優(yōu)化了自有數(shù)據(jù)庫,搭載了專門用的的生物信息學(xué)分析流程,可處理復(fù)雜背景下的目標(biāo)物種序列。杭州微生物群體多樣性分析公司
上海探普生物科技有限公司是一家服務(wù)型類企業(yè),積極探索行業(yè)發(fā)展,努力實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。是一家有限責(zé)任公司(自然)企業(yè),隨著市場的發(fā)展和生產(chǎn)的需求,與多家企業(yè)合作研究,在原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上經(jīng)過不斷改進(jìn),追求新型,在強(qiáng)化內(nèi)部管理,完善結(jié)構(gòu)調(diào)整的同時,良好的質(zhì)量、合理的價格、完善的服務(wù),在業(yè)界受到寬泛好評。公司擁有專業(yè)的技術(shù)團(tuán)隊,具有病毒測序,病毒全基因組測序,病毒宏基因組測序,未知病原鑒定等多項業(yè)務(wù)。上海探普生物以創(chuàng)造***產(chǎn)品及服務(wù)的理念,打造高指標(biāo)的服務(wù),引導(dǎo)行業(yè)的發(fā)展。