宏基因组学或元基因组(metagenomics),其定义为“Thecollectivegenomesofsoilmicroflora”。该学科可追溯到第1次提出环境基因组学的概念,在对太平洋浮游生物进行系统分类时构建了第1个噬菌体文库,并发现了15种全新的细菌序列。宏基因组学概念是“土壤中所有微生物基因组的总和”命名为土壤宏基因组,系统给出了宏基因组的概念,提出针对特定环境样品中遗传物质总和进行非培养研究。对宏基因组进一步概括为“应用现代的分子生物学技术直接从环境中获取的目的微生物群落基因组,叫宏基因组”。所谓宏基因组学就是一种以环境样品中的微生物群体基因组为研究对象。江苏微生物群体多样性测序
病毒宏基因组测序的流程:在探普生物进行病毒宏基因组测序的流程非常简单,简而言之,客户只需要说清楚样品情况,准备样品即可,其他事宜都由探普来进行安排。大致流程如下:1)与销售人员沟通项目需求和样本情况;2)探普生物工作人员拟定项目合同,双方协商合同内容后签字盖章;3)按样本准备指南准备好样本,填写信息单后通知销售人员预订干冰,安排样本寄运输;4)客户支付项目启动款,探普生物启动项目实验和分析并提供测序报告;5)客户支付项目尾款,探普生物提交测序数据和分析结果;6)售后问题处理,项目结题。江苏微生物群体多样性测序对病毒全基因组进行测序,利用生物信息分析手段,得到病毒的全基因组序列。
病毒宏基因组学的研究过程包括以下几个步骤:样品的处理、病毒宏基因组学文库构建和数据分析与处理。样品的制备较关键的是样品的处理、遗传物质的分离和富集。样品的制备关键应做到提取能够表示该环境的高纯度样本,并除去非病毒核酸细胞和遗传物质的干扰。富集微生物及去除非目的性的细胞和遗传物质是分离高质量的遗传物质的前提,提取高纯度的表示特定环境中的遗传物质是宏基因组学研究过程中的难题。正切流过滤系统、差异过滤、梯度离心、空心纤维过滤、DNA酶和RNA酶处理、序列非依赖的单引物扩增(Sequence-independentsingleprimeramplification,SISPA)等技术可用于样品的制备,而SYBR金染色法可用于实时监测处理样品中病毒颗粒的数量。
目前构建的病毒宏基因组学文库主要有载体克隆文库和基于高通量测序技术的加接头的文库。随着深度测序技术的不断发展,第二代高通量测序技术、第三代单分子测序技术已经普遍地应用于各项研究领域中,以454测序技术和Illumina测序技术为表示的二代测序法得到迅速推广用于构建病毒宏基因组文库,相信将来第三代测序平台如tSMSTM(truesinglemolecularsequeneing)技术平台、SMRT(singlemoleculereal-time)技术平台、FRET测序技术及纳米孔单分子技术为表示的第三代测序法也将应用于构建病毒宏基因组文库。Donaldson等[23]采用高通量测序技术构建了蝙蝠肠道的病毒宏基因组学文库,获得了600000条读长(Reads)的核酸序列。有很多微生物通过传统技术是无法鉴别的。
宏基因组是1998年提出的新名词,其定义为“thegenomesofthetotalmicrobiotafoundinnature”,即生境中全部微小生物遗传物质的总和。它包含了可培养的和未可培养的微生物的基因,目前主要指环境样品中的细菌和的基因组总和。而所谓宏基因组学(或元基因组学,metagenomics)就是一种以环境样品中的微生物群体基因组为研究对象,以功能基因筛选和/或测序分析为研究手段,以微生物多样性、种群结构、进化关系、功能活性、相互协作关系及与环境之间的关系为研究目的的新的微生物研究方法。一般包括从环境样品中提取基因组DNA,进行高通量测序分析,或克隆DNA到合适的载体,导入宿主菌体,筛选目的转化子等工作。可以通过控制微生物的生长环境来判断微生物的种属类型。江苏微生物群体多样性测序
微生物的检测可以通过显微镜直接观察。江苏微生物群体多样性测序
宏基因组测序相关知识:宏基因组测序是对人体样本或特定环境样品中的总核酸(DNA或RNA)进行高通量测序,通过比对数据库,得到传染病原体的信息,能够检测出新发和罕见病原体,特别是在未知病原检测中发挥了难以替代的作用,当然宏基因组检测方法也面临不少挑战,检测结果的灵敏度受宿主及其他微生物背景核酸的影响。高通量测序技术能够提供准确而科学的基因测序分析结果,为病情防控提供有力技术保障。科学家通过对病毒进行全基因组测序,可以了解病毒不同传播阶段的变异情况,推测病毒对人的传染力的变化及传播情况。江苏微生物群体多样性测序