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权威信息 ● 对接服务 2016年6月 第一期
导 读

集采园科技服务平台运用生物云计算平台,为你提供高通量测序服务,采用的技术之一有宏基因组学分析。本期介绍宏基因组学分析在高通量测序技术运用中的方法内容和案例,展示其在微生物研究领域实际应用中的强大能力和广阔前景。

高通量测序技术——宏基因组学分析

环境微生物的研究一直是生命科学的热点,基于高通量测序技术的宏基因组学分析,已成为研究微生物群落组成、结构、功能的最主要技术手段。

科研意义

微生物与人类的关系十分密切,在个人健康、公共卫生、食品生产和气候环境等方面,都广泛影响人类的生活。微生物如此重要,但人类已经认知的微生物却不到自然界中的十分之一,所以环境微生物的研究急需更强大的手段。
  传统的环境微生物研究方法存在许多局限,例如很多微生物在实验室条件下无法培养,更不必说分离单一菌株。

  早在上世纪90年代,许多学者不约而同地设想直接从环境中提出微生物DNA用于分析其种群与数量关系的思路,于是出现了宏基因组学方法。宏基因 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等为研究目的的新的微生物研究方法。也称为微生物环境基因组学、元基因组学或生态基因组学。
  这种研究方法对测序与分析能力提出了很高的要求,对海量的DNA样本进行测序和分析,既要求测得准确、测得便宜,更要求有很高的分析能力。传统测序技术和分析能力已经不能胜任,二代测序技术(即高通量测序技术)的快速发展正好满足了这一要求。

方法与内容

 

宏基因组学方法常规的实验过程是:
提取其DNA,构建、筛选文库;
高通量测序;
数据分析。
  高通量测序是宏基因组研究的关键支撑性技术;而数据分析则是最为丰富、多样的步骤,具体内容和方法随各研究的目的而异:常见的有物种归属分析、物种注释展示、代谢通路分析等等。
应用案例

  肺部感染导致的呼吸困难是多种疾病致人死亡的直接原因,为了研究AIDS患者的肺部感染病菌的倾向和群落,有必要对患者和对照组的肺部微生物做宏基因 组分析。采用高通量测序技术做宏基因组分析不仅可以避免培养菌群的困难,缩短实验时间,也避开了培养危险高致病性微生物带来的风险。
  本实验采得15名AIDS患者和10名健康人的肺部样本,经过抽提DNA、建库、测序等程序,获得宏基因组的原始测序数据。将数据提成到先进的生物云 计算平台,经过高精度的FANSe2算法对其做序列比对,最大程度地避免了传统分析技术带来的错配、比对不上等问题。随后做OTU分析、建立每个病样中菌 群的系统发育树,及时地分析出每个病样肺部中病菌的种属关系、优势菌群等重要信息,并为进一步分析该类型患者肺部感染的倾向提供重要的指导依据。

服务特点

  集采园科技服务平台长期致力于面向生物医药领域的企业、院校提供优质的科研服务。我们开发的生物云计算平台专为大数据时代的高通量测序与分析打 造,依靠高精度的FANSe2算法为内核,另有数十种数据分析模块覆盖了绝大多数科研应用。我们以优秀的青年科学家为技术骨干,拥有先进的软硬件资源、成 熟的技术流程和众多的合作伙伴,原与您携手走向成功。
  宏基因组仅是高通量测序技术众多应用领域的一角,想要了解更多关于高通量测序与数据分析服务的广大读者,请关注集采生物信息定制中心

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