?宏基因組測序（元基因組測序）
? ? ? 宏基因組測序是對特定環(huán)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(jié)構(gòu)、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(shù)。
宏基因組測序不依賴傳統(tǒng)的微生物分離純化技術(shù)，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。
實驗路線
數(shù)據(jù)分析流程
技術(shù)參數(shù)/樣本要求
- 環(huán)境及臨床樣本（干冰或冰袋運送）
- 土壤≥ 10 g（污染土壤樣本要適當增加送樣量，20 g）；糞便≥ 2 g；
- 水體樣本：濾膜（濾膜直徑3-4 cm）；拭子樣本≥ 2個；
- DNA（干冰或冰袋運送）
- 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
- 數(shù)據(jù)量 推薦6G
數(shù)據(jù)分析結(jié)果展示
案例解析
案例一 現(xiàn)代死水環(huán)境樣本的宏基因組學研究
本研究通過宏基因組學以及生物信息學技術(shù)來研究Banyoles湖泊巖溶地區(qū)碳，與某種細菌群體緊密偶聯(lián)的氮和硫的代謝途徑。目前，在自養(yǎng)生物和異養(yǎng)生物鐘都發(fā)現(xiàn)了潛在的氮固定和脫氮功能。其中，綠硫細菌科主要在碳和氮固定中發(fā)揮作用。彎曲菌目含有大量的脫氮基因。蓋氏鐵柄桿菌屬被推測與脫氮，鐵氧化，碳的固定有關。另外，蓋氏鐵柄桿菌屬還可能與鐵循環(huán)有關。擬桿菌目具有較高豐度，并且表現(xiàn)出潛在的將**鹽還原成銨鹽的能力等。總之，該研究為我們提供了更詳細的角度來認識缺氧環(huán)境下的微生物生態(tài)學，同時可能有助于開發(fā)新的地球化學指標來推斷古老生態(tài)系統(tǒng)中，生物學和化學的相互作用。
原文出處：Llorens-Marès T, Yooseph S, Goll J, et al. Connecting biodiversity and potential functional role in modern euxinic environments by microbial metagenomics. ISME J. 2015, 9(7): 1648-1661.
案例二 完全腸內(nèi)營養(yǎng)治療兒童克羅恩式病后的宏基因組學研究
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(nèi)營養(yǎng)（exclusive enteral nutrition，EEN）治療后對克羅恩氏病腸道微生物的影響。
研究發(fā)現(xiàn)，沒有經(jīng)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(jié)構(gòu)較正常人也發(fā)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(zhuǎn)運，硫還原，和營養(yǎng)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(diào)節(jié)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. Am J Gastroenterol. 2015, 110(12): 1718-1729.?