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宏基因组测序

技术介绍

宏基因组测序是对特定环境中的整个微生物群落的基因组信息进行检测,进而研究生境中微生物的群落结构、物种分类、进化关系、基因功能及微生物与生境之间的相互作用关系的一项测序技术。宏基因组测序不依赖传统的微生物分离纯化技术,直接提取生境样本中的总 DNA 进行测序,为鉴定低丰度的微生物群落和获得更多新基因等提供了新的途径。

伯豪优势

先进的测序平台:使用国际主流的 Illumina 高通量测序平台,提供高质量测序数据。

项目经验丰富:可提供肠道、水体、土壤、组织液等多种样本类型的宏基因组与环境、农林及医疗等多领域的分析服务。

专业全面的服务:经验丰富的技术团队可提供专业的方案设计、检测报告解读、文章写作建议等。

个性化服务:针对 VIP 客户的个性化分析需求,提供专业全面的检测服务。提供专业的实验指导和定制高级分析。

实验流程

伯豪生物宏基因组测序实验流程图

分析流程

伯豪生物宏基因组测序分析流程图

技术参数

样本要求

环境及临床样本(干冰或冰袋运送)

土壤≥ 10 g(污染土壤样本要适当增加送样量,20g);粪便≥ 2g;

水体样本:滤膜(滤膜直径 3-4 cm);拭子样本≥ 2 个;

DNA(干冰或冰袋运送)

DNA:浓度≥ 50 ng/μL;总量≥ 2 μg;DNA 要有明显主带,无降解,OD260/280= 1.8-2.0

数据量

推荐 10G

部分类似结果展示

宏基因组测序相关服务案例分享图一与图二

宏基因组测序相关服务案例分享图三与图四

宏基因组测序相关服务案例分享图五与图六

宏基因组测序相关服务案例分享图七与图八

案例解析  

案例一 16S + 宏基因组测序揭示

本研究通过对 80 个皮肤样本进行 16S rDNA 及宏基因组测序,发现与正常皮肤相比,过敏性皮炎富含链球菌和孪生球菌,但是西宫皮生球菌的含量却显著减少。使用角质形成细胞和单核细胞衍生的树突细胞的细菌攻击实验建立了与金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌不同的 IL- 1 介导的,先天的和 Th1 介导的适应性免疫应答。细菌组成的差异可以通过真核生物群落的扰动和微生物基因功能转变得到补充,这可能加剧干扰和碱性表型,促进致病原体生长和皮肤炎症。这些发现揭示了皮肤微生物群落,皮肤表面微环境和免疫系统的相互交叉调节。

16S 加宏基因组测序研究路线图

研究路线图

图 lefse 分析与细菌致病性相关的代谢通路

原文出处:Chng K R, Tay A S L, Li C, et al. Whole metagenome profiling reveals skin microbiome-dependent susceptibility to atopic dermatitis flare[J]. Nature microbiology, 2016, 1(9): 16106. IF= 14.174

案例二 基于宏基因组的非酒精性脂肪肝晚期纤维化 marker 筛选

非酒精性脂肪肝(NAFLD) 的晚期纤维化是肝死亡最重要的预测因子。用肠道微生物来预测晚期纤维化的数据有限。在这项前瞻性研究中,研究人员通过对从粪便样本中提取的 DNA 进行宏基因组测序来分析粪便中的样本组成。通过机器学习的方法筛选关键的特征,其中包括 37 个物种、BMI、Shannon diversity 和 age。基于以上特征构建疾病预测模型。该模型具有较高的诊断精度(AUC 0.936),可以很好的用于诊断非酒精性脂肪肝的晚期纤维化。

基于宏基因组测序的非酒精性脂肪肝相关微生物筛选

图一:基于宏基因组测序的非酒精性脂肪肝相关微生物筛选

基于机器学习的关键物种筛选及模型构建

图二:基于机器学习的关键物种筛选及模型构建

原文出处:Loomba R, Seguritan V, Li W, et al. Gut microbiome-based metagenomic signature for non-invasive detection of advanced fibrosis in human nonalcoholic fatty liver disease[J]. Cell metabolism, 2017, 25(5): 1054-1062. e5. IF=20.565

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