病毒是地球上数量多的生物实体,其中细菌病毒(即噬菌体)约有1031个类群,从海洋到陆地再到人体几乎都是它们的栖息地。研究者将病毒视为调节人类生态系统的重要成员,人体内主要包括真核病毒和噬菌体,包括双链DNA(double-strandedDNA,dsDNA),单链DNA(single-strandedDNA,ssDNA)和RNA病毒。随着对病毒研究的普遍开展,“病毒组”与“病毒组学”的概念也应运而生,这些术语分别涵盖了栖息在生态系统中的所有病毒及其基因组和对它们的研究(LefkowitzEJ,etal,2017)。根据病毒不同的特征进行分类,包括病毒的宿主范围;病毒的形态学;病毒的基因组大小;病毒的核酸组成成分以及病毒的致病性。虽然所有的性状在病毒分类学的确定中都很重要,但目前利用平均核苷酸同源性(ANI)和系统发育关系进行序列比较被视为定义和区分病毒群类的主要标准。对人和动物具有致病性的微生物称为病原微生物,又称病原体。肠道微生物多样性分析方法
宏基因组(也称微生物环境基因组或元基因组)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。土壤微生物多样性分析技术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。
病原体-宏基因组测序:1.开发了一种经过验证的临床mNGS检测方法,用于在许可的微生物实验室中诊断脑脊髓液(CSF)引起的脑膜炎和脑炎的传染原因。2.开发了定制的生物信息学管道SURPI+,以快速分析mNGS数据,生成检测到的病原体的自动摘要,并提供用于评估和解释结果的图形用户界面。3.mNGS提供了一种全方面的方法,通过该方法可以在一次测定中准确鉴定几乎所有潜在病原体-病毒,细菌,寄生虫。4.将mNGS测试迁移到临床微生物学实验室仍然面临许多挑战:1、缺乏用于mNGS临床验证的既定蓝图;2、难以将病原体从殖民者或污染物中区分开;3、缺乏专为临床诊断使用的生物信息学软件;4、注重质量和全方面性的可获得的参考数据库;5、临床实验室改进修正案(CLIA)环境中,患者诊断测试固有的法规遵从性要求。
宏基因组测序: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。高通量测序技术问世,给微生物鉴别打开一扇新的大门。
用二代测序对样本进行宏病毒组测序有哪些挑战?二代测序技术基本流程是核酸纯化-文库构建-生物信息学分析。用二代测序对样本进行宏病毒组测序,每一步都是很大的挑战。无论是来自肠道还是水体或者土壤,样本都会伴随基因组数倍于病毒的细菌和宿主细胞。为了提高数据有效利用率,首先,样本处理和核酸纯化需要有的放矢。文库构建时,由于病毒基因组核酸存在多种可能,建库成本的把控、文库保真度、建库成功率对于生产者和研究者都是极大的挑战。而生信分析,由于病毒并不像细菌一样研究透彻,具备庞大的数据库,目前国内外的分析水平也是参差不齐。每种病毒都有相应的病毒试剂和测定方法。安徽病原微生物多样性测序分析服务公司
微生物的检测可以通过显微镜直接观察。肠道微生物多样性分析方法
近年来,随着测序技术的发展,对微生物群(微生物组)的研究逐渐加深,研究热点越来越多集中于环境和生物体相互作用的微生物群。加之测序成本降低,分析技术不断提升,都使得宏基因组测序技术得到普遍应用。为什么要做宏基因组:宏基因组相对16S来说其物种分辨率会更高,随着物种测序完成越来越多,数据库更加完善,在肠道菌群方面基本能实现97%以上的菌都能鉴定到种,90%以上到菌株层面。而且可以同时获得除RNA病毒外的所有物种的分布。此外包括菌基因组CNV等方法的出现,可以直接通过大规模宏基因组测序不仅找到可能的菌,进一步还能鉴定出特定候选基因区段。肠道微生物多样性分析方法
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