深圳微生物群体多样性测序分析原理

宏基因组是指特定环境中全部微生物遗传物质的总和，宏基因组测序以特定环境中的整个微生物群落作为研究的对象，不需对微生物进行分离培养，而是提取环境微生物总DNA进行研究。其摆脱了传统研究中微生物分离培养的技术限制，在基因组水平解读微生物群体的多样性和丰度，探索微生物与环境及宿主之间的关系。目前，第二代高通量测序技术在宏基因组的研究上已被普遍应用。第二代高通量测序平台具有通量高、准确性高、速度快、信息全等特点，加快了宏基因组测序在鉴定低丰度的微生物群落，挖掘更多基因资源方面的应用。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。深圳微生物群体多样性测序分析原理

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。江苏口腔微生物多样性分析原理有很多微生物通过传统技术是无法鉴别的。

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。

病原体-宏基因组的测序: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。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。

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。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。北京宏病毒学测序分析服务

一直以来，病毒基因组测序都是疾病诊断、流行病学调查和宿主-病原关系研究的重要手段。深圳微生物群体多样性测序分析原理

病毒宏基因组学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）。深圳微生物群体多样性测序分析原理

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