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。DNA病毒基因组测序:动物、人、植物被特定病毒株侵染,分离到病毒株。武汉皮肤微生物测序
宏病毒组学(ViralMetagenomics)是宏基因组学的一个分支,但与传统的宏基因组学概念不同,它是在宏基因组学概念的基础上,结合病毒自身的特点,将宏基因组学方法应用到病毒学领域而形成的。2002年,Breitbart等(BreitbartM,etal,2002)将宏基因组学方法应用于海洋病毒群落的研究,发现噬菌体为海水中主要病毒组,这一研究标志着宏病毒组学正式应用于科学研究。简而言之,宏病毒组学就是应用特殊方法把特定环境中所有病毒与其他微生物分开,然后提取的病毒核酸,用高通量技术进行病毒核酸测序,依托现有数据库进行相应的比对工作,并运用软件分析处理后得到研究样品中病毒群落的组成信息。广州皮肤微生物多样性分析检测起初应用于微生物检测的分子生物学技术是基因探针方法。
病毒宏基因组学文库中包含兆级的短序列片段(Reads)。通过不同的序列拼接软件将Reads拼接较长的DNA序列片断(Contigs)。数据组装可通过K-mer分析评估各个样品的测序深度,通过对SOAPdenovo设置不同K值,筛选较好组装结果,对较好组装结果进行校正,并统计Reads利用率。接着利用已测序生物体的DNA序列构建数据库,将拼接后的Contigs通过不同的鉴定方案,与数据库里的DNA序列信息进行比对,确定该序列来自的生物群落,筛选有用的基因信息。此外,还可以用一些工具对序列进行基因预测(如Metagene、GeneMark,FragGeneScan等)。
病毒宏基因组: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”。全基因组测序通过运用新一代高通量DNA测序仪,进行10到20倍覆盖率的个人全基因组测序。
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。微生物鉴定可以用微生物对噬菌体的敏感性作为指标来鉴定微生物的种属。武汉皮肤微生物测序
微生物鉴定可以采用不同微生物对周围环境的资源的利用度有所不同的特性来区别。武汉皮肤微生物测序
在运用宏基因组测序方法检测的样本量位居全球前列,样本总数居国内第二,其中脑脊液检测量位列全球前二强。除了传染病的应用场景之外,利用mNGS还可以对菌群进行菌株鉴定分型、耐药基因与毒力基因的检测,适用于抗传染院内传染管理的评估。在越来越多的证据表明微生物对人体免疫系统能够产生影响,以及微生物菌群会参与到神经退行性疾病、糖尿病等疾病的发生和发展当中,微生物疗法获得了越来越多的关注,而mNGS未来也可以为人们深入分析人体菌群微生态、研究微生物疗法提供一种可靠的技术手段。武汉皮肤微生物测序