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宏基因組-宏基因組測序

宏基因組測序(元基因組測序)介紹

宏基因組測序是對特定環境中的整個微生物群落的基因組信息進行檢測,進而研究生境中微生物的群落結構、物種分類、進化關系、基因功能及微生物與生境之間的相互作用關系的一項測序技術。宏基因組測序不依賴傳統的微生物分離純化技術,直接提取生境樣本中的總DNA進行測序,為鑒定低豐度的微生物群落和獲得更多新基因等提供了新的途徑。

 

伯豪特色

  1. 先進的測序平臺:使用國際主流的Illumina 高通量測序平臺,提供高質量測序數據。
  2. 項目經驗豐富:可提供腸道、水體、土壤、組織液等多種樣本類型的宏基因組與環境、農林及醫療等多領域的分析服務。
  3. 專業全面的服務:經驗豐富的技術團隊可提供專業的方案設計、檢測報告解讀、文章寫作建議等。
  4. 個性化服務:針對VIP客戶的個性化分析需求,提供專業全面的檢測服務。提供專業的實驗指導和定制高級分析。

 

實驗流程

 

分析流程

 

 

方案策略

 

測序平臺

  • Hiseq/Xten

 

樣本要求

  1. 環境及臨床樣本(干冰或冰袋運送);
  2. 土壤≥ 5 g(污染土壤樣本要適當增加送樣量);糞便≥ 3 g;
  3. 水體樣本:濾膜(濾膜直徑3-4 cm);拭子樣本≥ 3個;
  4. DNA(干冰或冰袋運送);
  5. DNA:濃度≥ 50 ng/μL;總量≥ 2 μg;DNA要有明顯主帶,無降解,OD260/280= 1.8-2.0。

 

部分類似結果展示

 

案例解析

案例一

本文作者通過宏基因組測序來分析腸道微生物與兒童克羅恩氏病(Crohn’s disease, CD)的之間的關系,同時分析完全腸內營養(exclusive enteral nutrition,EEN)治療后對克羅恩氏病腸道微生物的影響。
研究發現,沒有經過EEN治療的CD病人的腸道微生物的多樣性相對于正常人要低(p= 0.006)。另外,ENN治療后會導致微生物多樣性的下降,同時,細菌的群落結構較正常人也發生較大的不同。在基因功能方面,CD病人的腸道微生物較正常人更廣泛。但是,其群落多樣性有所下降。在CD病人中,與細胞膜轉運,硫還原,和營養合成相關的基因較正常人有所不同。與生物素和硫胺素合成相關的基因豐度在EEN治療后有所下降,而與亞精胺、腐胺生物合成的基因豐度有所增加。因此,EEN治療CD與調節腸道微生物的多樣性有關。

原文出處:Quince C, Ijaz U Z, Loman N, et al. Extensive Modulation of the Fecal Metagenome in Children With Crohn’s Disease During Exclusive Enteral Nutrition. The American journal of gastroenterology, 2015, 110(12): 1718-1729. IF=10.755.

 

常見問題

1、宏基因組測序取樣應該注意什么?
在進行腸道,口腔,皮膚取樣時,要盡量避免取到宿主本身的組織樣本(避免用力刮,擦或者直接用刀切取樣本)。如果對取樣過程不放心也沒關系,我們可以通過增加測序數據量,同時將測序數據與宿主基因組進行mapping,進而去掉宿主基因組信息。

 

2、宏基因組測序和16S rDNA測序有什么區別?
16S rDNA擴增子測序,主要分析環境樣品中眾多不同類型微生物種類以及它們之間的相對豐度和進化關系。全基因組宏基因組測序,不僅可以分析不同樣本間物種豐度的差異,而且可以分析基因豐度的差異,以及富集的基因涉及到的功能和代謝通路等。
兩者的區別: 16S rDNA擴增子測序只能獲得樣本中微生物的組成以及其進化信息,而宏基因組能夠樣本中微生物組成、進化情況,同時可以在基因水平對微生物參與的代謝通路、基因功能進行研究。16S rDNA擴增子測序可以作為宏基因組測序的預實驗,并且可以跟宏基因組結果相互印證。

 

3、 宏基因組測序的推薦的測序量是多少?
一定程度上測序量越大,樣本中物種被檢出的可能性越大。視環境樣本的復雜程度,建議的測序量要求不同。比如土壤樣本一般來說成分更為復雜,建議的測序量要高于其他環境樣本。其次腸道樣本的多樣性程度也比較高,建議可以多測一些。一般成分相對簡單一些的建議測到6G,而成分相對而言復雜一些的樣本建議測到10G以上。

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