深圳微生物群體多樣性測序

來源: 發(fā)布時(shí)間:2024-05-26

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(huì)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(shí),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。宏基因組測序以特定環(huán)境中的整個(gè)微生物群落作為研究的對象,不需對微生物進(jìn)行分離培養(yǎng)。深圳微生物群體多樣性測序

深圳微生物群體多樣性測序,病毒宏基因組測序

宏病毒組分析的常用軟件:介紹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(tái)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(gè)層面,宏病毒組是宏基因組的一個(gè)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(gè)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。山東微生物群體多樣性分析找哪家對病毒全基因組進(jìn)行測序,利用生物信息分析手段,得到病毒的全基因組序列。

深圳微生物群體多樣性測序,病毒宏基因組測序

病毒宏基因組測序是在宏基因組學(xué)理論的基礎(chǔ)上,結(jié)合現(xiàn)有的病毒分子生物學(xué)檢測技術(shù)而興起的一個(gè)新的學(xué)科分支。而所謂宏基因組學(xué)(metagenomics)就是一種以環(huán)境樣品中的微生物群體基因組為研究對象,以功能基因篩選和測序分析為研究手段,以微生物多樣性、種群結(jié)構(gòu)、進(jìn)化關(guān)系、功能活性、相互協(xié)作關(guān)系及與環(huán)境之間的關(guān)系為研究目的的新的微生物研究方法。一般包括從環(huán)境樣品中提取基因組DNA,克隆DNA到合適的載體,導(dǎo)入宿主菌體,篩選目的轉(zhuǎn)化子等工作。

病毒宏基因組學(xué)中包含兆級(jí)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(gè)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(jì)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)??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,來達(dá)到檢測特定微生物的目的。

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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(diǎn)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(huì)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(shí)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(shí)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)模宏基因組測序不只找到可能的菌,進(jìn)一步還能鑒定出特定候選基因區(qū)段。探普生物具備處理大量多樣的病毒樣本的經(jīng)驗(yàn),熟知各類病毒樣本的特性,對于樣本準(zhǔn)備有獨(dú)特的方法指南。鄭州病毒宏基因組測序分析診斷

高通量測序技術(shù)對核酸進(jìn)行測序是非特異的,因此,對一無所知的核酸也可以實(shí)現(xiàn)鑒別。深圳微生物群體多樣性測序

病毒宏基因組測序注意事項(xiàng):探普生物對樣本進(jìn)行宏病毒組測序?qū)嶒?yàn)基于二代測序技術(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)。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(shí)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(diǎn)。探普生物專門針對這一點(diǎn)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(diǎn),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。深圳微生物群體多樣性測序