北京富玛特生物科技有限公司采用升级版 16S 测序——5R 16S 测序,5R 16S 是对 16S rRNA 基因上的五个区域(V2、V3、V5、V6、V8)进行多重 PCR 扩 增和测序,常规 16S 测序主要是对基因上的 V4 或 V3/V4 进行检测。5R 16S 与 常规 16S 相比,它更有利于低微生物生物量样本中的菌群检测;其次,相比常 规 16S 测序,它提供了更准确、更丰富的菌种(species)鉴定,此方法扩增出 的区域覆盖约 68%的 16S 全长序列,大大提高了检测数据的灵敏性和特异性。
16S rRNA
16S核糖体RNA(16S ribosomal RNA),简称16S rRNA,是原核生物的核糖体中30S亚基的组成部分,编码16s rRNA的基因被称为16s rRNA基因(16s rDNA)。16S rRNA的长度约为1,542 nt,既含有高度保守区域,又有中度保守和高度变化的区域。保守区为基本所有的细菌所共有,且不同细菌间序列无差别,因而被称为“细菌化石”;而保守区之间为可变区(V1~V10),不同种属之间有不同程度差异,适用于进化距离不同的各类细菌亲缘关系的研究。
我们可以在16S rRNA 基因的保守序列区间设计通用引物,扩增细菌的可变区片段来进行序列比对,并与真菌、病毒等其他微生物相区别。16S rRNA基因测序一般是利用测序平台对16S rRNA基因的V3-V4或V4-V5可变区进行测序,以此来研究微生物多样性。
高通量测序技术又称“下一代”或“二代”测序技术(Next Generation Sequencing, NGS)。相对一代测序技术(Sanger Sequencing),NGS 一次并行对几十万至几百万条DNA分子进行测定及读长较短等为标志。
目前用于微生物群落多样性研究中的高通量测序平台主要有罗氏公司的454法、Illumina公司的Solexa法和ABI公司的SOLiD法。二代测序仅能对16S rRNA基因的部分可变区测序,而随后出现的三代测序突破读长限制实现了16S rRNA基因的全长测序,进而能更全面、准确地解析微生物群落结构。
随着高通量测序技术的不断升级换代,测序通量、读长和准确度不断提升,成本大幅度下降。16S rRNA测序分析微生物群多样性,包括物种注释和评估、物种组成分析、β多样性分析、物种差异分析、进化树分析等。
在过去十几年间迅速应用于水体、土壤及肠道等微生物群的研究中。在法医学领域,以16S rRNA基因测序为代表的法医微生物研究成果也逐步应用于法医学实践中的生物检材鉴定、个体识别、死亡时间推断、地域推断等方面;在医疗领域,基于高通量测序技术分析皮肤、口腔、肠道及呼吸道等菌群结构特征,为疾病诊断治疗带来了新线索。16S rRNA基因测序技术也在农业、畜牧业,海洋、土壤等环境微生物群落多样性研究中发挥重要作用。
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