宏基因组测序

 

背景介绍

 

微生物组是指存在于特定环境中所有微生物种类及其遗传信息和功能的集合，微生物组被称为“人体第二基因组”。特别是肠道菌群对宿主很多重要生理功能的维护和发挥起着非常重要的作用，这些菌群微生物与人体健康息息相关，对人体营养物质代谢、人体自身发育、免疫及疾病的产生等方面都起到极其重要的作用。现有的研究表明，健康人的肠道细菌与某些疾病患者显著不同，肠道微生物与多种疾病发病直接相关，比如癌症、心血管疾病、神经性疾病等。

 

微生物与人体健康息息相关

 

产品简介

 

以高通量测序为基本手段的宏基因组技术，为微生物组学研究的快速发展起到了极大的推动作用，为与微生物相关的疾病研究提供了有效的解决方案。利用此技术可以一次性完成多个样本的平行测序，对微生物的物种组成、种群结构、进化关系、功能基因组、差异基因等进行分析。

 

技术流程

 

宏基因组是指某一特定环境中全部微生物的遗传物质总和。宏基因组测序可以测定特定环境中所有的微生物尤其是难于培养微生物的基因组，进行序列测定和功能基因挖掘，研究新的具有特定功能的基因。目前宏基因组数据的分析主要包括质量控制、基因组拼接组装、功能基因预测、基因功能注释和微生物群落组成等分析。

宏基因组测序分析流程

 

结果展示

 

 

OTU花瓣图（左1）； GraPhlAn进化树（左2）； 物种组成分析柱状图（右1）； 物种/功能聚类热图（右2）

 

Krona物种组成展示（左1）； 基于物种的样品聚类树（左2）； LEfSe分析进化分枝图（右1）； PCA/PCoA聚类图（右2）

 

属水平RDA分析（左1）； 功能基因数目统计示意图（左2）； 代谢通路示意图（右1）； 网络互作图（右2）

 

送样要求

 

 

应用方向

 

 

应用案例

 

宏基因组测序揭示结直肠癌相关肠道菌群的阶段特异性

Metagenomic and metabolomic analyses reveal distinct stage-specific phenotypes of the gut microbiota in colorectal cancer

发表杂志：Nature Medicine（IF： 36.13） ； 发表时间： 2019年 6月； 应用技术： 宏基因组测序

 

本文对616名接受结肠镜检查的人进行了粪便宏基因组和代谢组学研究，发现在多发性息肉样腺瘤、粘膜内癌和更严重的病变中，粪便微生物组和代谢组的变化显著。从粘膜内瘤到更晚期阶段，具核梭杆菌显著增加。 Atopobium parvulum和Actinomyces odontolyticus在粘膜内瘤中同时出现，在多发性息肉腺瘤和/或粘膜内癌病理下显著增加。粘膜内癌患者粪便中，代谢物支链氨基酸和苯丙氨酸增加，胆汁酸如脱氧胆酸在多发性息肉腺瘤和/或粘膜内癌患者中显著增加。该研究揭示结肠直肠癌中肠道菌群的阶段特异性表型，为CRC（结肠直肠癌）发展阶段的诊断提供方法。

 

粪便样本中宏基因组特征

 

CRC 不同阶段特异性分类和代谢组学特征（左）； 结直肠癌进展中主要微生物和代谢组学改变示意图（右）