Metagenomics

Article

May 18, 2022

Metagenomics là một lĩnh vực vi sinh và virus học xử lý DNA bộ gen được thu hồi trực tiếp từ các mẫu môi trường. Theo nghĩa rộng, nó còn được gọi là hệ gen môi trường, hệ sinh thái học, hoặc hệ gen cộng đồng. Nó còn được gọi là phân tích Metagenomic, hoặc đơn giản là Metagenome. Phân tích bộ gen vi sinh vật thông thường yêu cầu quá trình tách và nuôi cấy một chủng đơn lẻ từ mẫu môi trường, nhưng phân tích hệ gen không trải qua quá trình này và chiết xuất ADN bộ gen trực tiếp từ cộng đồng vi sinh vật (hệ vi khuẩn). Sau đó, giải trình tự ADN được thực hiện với ADN có nguồn gốc từ các chủng hỗn hợp khác nhau. Do đó, có thể thu được thông tin bộ gen của vi sinh vật thuộc các dòng khó nuôi / không nuôi cấy, điều mà phương pháp thông thường là dựa vào nuôi cấy trong phân tích hệ gen là rất khó. Theo một giả thuyết, người ta ước tính rằng hơn 99% vi khuẩn sống trên trái đất là những chủng không thể được nuôi cấy một mình, và phân tích metagenomic có thể làm sáng tỏ một số lượng khổng lồ vi khuẩn và gen không xác định bị chôn vùi trong môi trường. như một phương pháp. Chi phí giải trình tự DNA ngày càng rẻ hơn qua từng năm, và người ta hy vọng rằng nghiên cứu phân tích hệ gen chi tiết và quy mô lớn hơn sẽ được tiến hành. Theo nghĩa hẹp, phân tích hệ gen đề cập đến việc phân tích thông tin trình tự của toàn bộ bộ gen thu được bằng cách giải trình tự bằng súng bắn, và được phân biệt với các trình tự khuếch đại (chẳng hạn như trình tự thẻ 16S rRNA) đã trải qua PCR bằng cách thu hẹp gen mục tiêu, nhưng sau này. Có thể được đưa vào phân tích đo lường theo nghĩa rộng. Ngày nay, nhiều hệ vi khuẩn bản địa khác nhau như nước biển và đất, ruột và khoang miệng, vi khuẩn xương cá voi ở đáy biển, màng sinh học trong nước thải mỏ, vi khuẩn cộng sinh động thực vật, cơ sở xử lý nước thải, tảng băng ở Nam Cực, suối nước nóng, lớp sâu. Phân tích metagenome cho nhiều loại môi trường chẳng hạn như lớp vỏ đã được báo cáo như một tờ giấy.

Từ nguyên

Thuật ngữ metagenomics được đặt tên bằng cách thêm từ "meta" vào "genome" để biểu thị các kích thước cao hơn. Ý tưởng là có thể thu thập và phân tích tổng hợp (meta-) các trình tự gen của bộ gen từ môi trường, tương tự như nghiên cứu bộ gen của một sinh vật đơn lẻ. Thuật ngữ này lần đầu tiên được sử dụng trong bài báo vào năm 1998 bởi Jo Handelsman, Jon Clardy, Robert M. Goodman, Sean F Brady và những người khác. Năm 2005, Kevin Chen và Lior Pachter định nghĩa phân tích hệ gen là "một ứng dụng của công nghệ gen hiện đại không yêu cầu phân lập hoặc nuôi cấy từng loại nấm trong phòng thí nghiệm."

Lịch sử và nền tảng

Giải trình tự DNA truyền thống ban đầu yêu cầu nuôi cấy một dòng vi khuẩn duy nhất. Tuy nhiên, các nghiên cứu phân tích metagenomic ban đầu đã chỉ ra rằng nhiều môi trường có nhiều vi sinh vật không thể nuôi cấy được và rất khó trình tự. Những nghiên cứu ban đầu này tập trung vào việc kiểm tra trình tự gen 16S rRNA. Mặc dù trình tự gen này tương đối ngắn và được bảo tồn cao trong các loài sinh vật nhân sơ, nhưng những thay đổi được nhìn thấy giữa các loài khác nhau, giúp việc kiểm tra một cách có hệ thống các cộng đồng vi sinh vật trong môi trường dễ dàng hơn so với trình tự toàn bộ bộ gen có thể được thực hiện. Trình tự DNA của chuỗi gen 16S rRNA đã được thực hiện trên nhiều mẫu môi trường, và kết quả là, nhiều trình tự không phù hợp với loài đã biết đang được nuôi cấy đã được tìm thấy. Điều này cho thấy rằng có rất nhiều chủng vi sinh vật chưa được nuôi cấy trong môi trường. Trình tự gen 16S rRNA trong môi trường không nuôi cấy theo cách này?

Related Article Titles

メインページ メインページ 英語 ゲノム デオキシリボ核酸 微生物学 ウイルス学 微生物 菌株 培養 細菌叢 DNAシークエンシング 遺伝子 シークエンシング ショットガン・シークエンシング法 ポリメラーゼ連鎖反応 16SリボソームRNA 腸内細菌 常在菌 鯨骨生物群集 鉱山 バイオフィルム 南極氷床 温泉 メタ 遺伝子配列 16S rRNA 真正細菌 古細菌 ポリメラーゼ連鎖反応 リボソームRNA ポリメラーゼ連鎖反応 生物海洋学 16S rRNA ウイルスの分類 ファージ 古細菌 ヒトゲノム計画 ヒトゲノム計画 クレイグ・ヴェンター グローバル・オーシャン・サンプリング・エクスペディション サルガッソ海 細菌 アメリカ合衆国西海岸 バルト海 地中海 黒海 プランクトン ペンシルベニア州立大学 DNAシークエンシング サンディエゴ州立大学 DNAシーケンシング 塩基対 ベクター (遺伝子工学) バイオインフォマティクス PCR ショットガン・シークエンシング法 ヒトゲノム計画 代謝 培養 1分子リアルタイムシーケンシング ミノ バイオインフォマティクス シーケンシング 真核生物 配列アセンブリング トランスポゾン 反復配列 ゲノム コンティグ コーディング領域 BLAST 配列データベース Ab initio コンティグ BLAST アルゴンヌ国立研究所 シカゴ大学 KEGG 生理学 GC含量 16S rRNA系統解析 KEGG オリゴヌクレオチド グラフィカルユーザインタフェース バイオリアクター メタン菌 メタン シネルギステス門 マイクロアレイ プロテオーム解析 メタボロミクス トランスクリプトーム 伝令RNA 細菌 古細菌 ウイルス 16S rRNA系統解析 18SリボソームRNA 医学 工学 農業 生態学 食品科学 土壌 シデロフォア 鉄 金属 生態系サービス 農作物 家畜 バイオリアクター バイオマス セルロシック・エタノール バイオ燃料 トウモロコシ セルロース セルロシック・エタノール 砂糖 エタノール アルコール発酵 メタン菌 水素 酵素 グリコシダーゼ 酵素 バイオガス ハキリアリ 酵素 天然物 ファインケミカル 農薬 医薬品 キラル プライマー (生物) 抗生物質 オーストラリア アシカ 生態系 汚染物質 汚染物質 バイオレメディエーション 腸内細菌 健康 ヒトマイクロバイオーム バイオインフォマティクス バクテロイデス門 ファーミキューテス 糖脂質 GenBank 脳炎 COVID-19 SARS-CoV-2 国立情報学研究所 デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) ISBN Online Computer Library Center デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISBN デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 ISSN BMC Genomics デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) Bibcode デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) Bibcode デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMID (識別子) Bibcode デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISBN デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 デジタルオブジェクト識別子 ISSN Bibcode デジタルオブジェクト識別子 PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) ArXiv デジタルオブジェクト識別子 PMID (識別子) ArXiv デジタルオブジェクト識別子 PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 ISSN デジタルオブジェクト識別子 ISSN ISBN Online Computer Library Center デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) Bibcode デジタルオブジェクト識別子 PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) デジタルオブジェクト識別子 ISSN PMC (識別子) PMID (識別子) 微生物生態学 16S rRNA 環境DNA ゲノムプロジェクト 微生物生態学 日本ゲノム微生物学会 協定世界時