微生物群落(菌群多样性组成谱)测序是指以细菌/古菌16S rRNA基因可变区、真菌18S rRNA基因可变区或真菌ITS(Internal transcribed spacer)内转录间隔区等微生物特征序列(Signature sequence)为靶点对微生物群体进行高通量测序,通过分析测序序列的结构(数量、丰度、种类、变异等)来分析特定环境中微生物群体中各类微生物的构成情况或其功能。
继而我们可以研究、分析微生物与环境因素或宿主之间的关系,寻找标志性菌群或特定功能的基因,阐明样本间多样性和组成差异,进而发现差异相关物种。
对微生物群落进行测序包括两类:
1. 通过16s rDNA,18s rDNA,ITS区域进行扩增测序分析微生物的群体构成和多样性;
2. 宏基因组测序,是不经过分离培养微生物,而对所有微生物DNA进行测序,从而分析微生物群落构成,基因构成,挖掘有应用价值的基因资源。
以16s rDNA扩增进行测序分析主要用于微生物群落多样性和构成的分析,目前的生物信息学分析也可以基于16s rDNA的测序对微生物群落的基因构成和代谢途径进行预测分析,大大拓展了我们对于环境微生物的微生态认知。
谱领生物可根据16s的测序数据结果结合已有知识将微生物群落分类到种(species)甚至对亚种级别并进行分析。
服 务 优 势
♕ 丰富的样本制备经验:针对粪便、土壤、拭子等三十余种样本有相应的试剂盒进行提取;
♕ 读长长,项目周期短;
♕ 定制化分析策略:根据客户要求,可定制化分析ROC曲线、Source Tracker分析、Mantel test分析等。
微生物与环境研究;
微生物多样性研究;
物生物种群数量研究;
优势种研究;
微生物功能预测。
服 务 流 程
DNA样品总量:单次建库的量 m ≥ 250ng,建议送两次建库的量 m ≥ 500ng;
DNA样品浓度:c ≥ 5ng/μL;
DNA样品纯度:260/280在1.8-2.0之间;
DNA样品完整性:DNA无降解,即电泳有明显的主带。
检测平台:
采用 Ion S5 XL 测序平台和 NovaSeq 6000 测序平台。NovaSeq 6000 测序平台通量更高,速度更快,运行时间更短,周期最短可达10天。Ion S5 XL测序平台单端测序,无需拼接,SE400/SE600 两种模式。两种平台,为扩增子测序提供更多的选择。
测序深度:
PE 250 / SE400/600
服务周期:
10个工作日
物种丰度柱形图
根据物种注释结果,选取每个样品在各分类水平(Phylum、Class、Order、Family、Genus)上最大丰度排名前10的物种,生成物种相对丰度柱形累加图,以便直观查看各样品在不同分类水平上,相对丰度较高的物种及其比例。
物种丰度聚类热图
主成分分析
主成分分析(PCA分析)是一种应用方差分解方法,对多维数据进行降维,从而提取出数据中最主要的元素和结构。应用PCA分析,能够提取出最大程度反映样品间差异的两个坐标轴,从而将多维数据的差异反映在二维坐标图上,进而揭示复杂数据背景下的简单规律。如果样品的群落组成越相似,则它们在PCA图中的距离越接近。
LEfSe分析
寻找具有统计学差异的Biomarker,LEfSe(LDA Effect Size)是一种用于发现高维生物标识和揭示基因组特征的软件,用于寻找组间差异显著的物种。包括基因,代谢和分类,用于区别两个或两个以上生物类群。该算法强调的是统计意义和生物相关性,让研究人员能够识别不同丰度的特征以及相关联的类别
Spearman关联分析
PICRUSt分析
典 型 案 例
Tfh细胞通过识别细菌产生的胞外ATP以促进形成有益于宿主代谢稳态的肠道生态系统
T Follicular Helper Cells Promote a Beneficial Gut Ecosystem for Host Metabolic Homeostasis by Sensing Microbiota-Derived Extracellular ATP
期刊:Cell Reports
影响因子:8.28
发表单位:Institute for Research in Biomedicine, Universita` della Svizzera Italiana
发表时间:2017.03
哺乳动物的肠道微生物能调节宿主的脂肪存储,研究表明肠道中的Tfh细胞能控制IgA的分泌,缺乏P2X7的小鼠导致IgA分泌增加,本文是在缺乏P2X7的小鼠基础上,研究肠道微生物以及代 谢情况。
研究过程
研究结果
1. 缺失P2X7的小鼠体重和微生物变化
P2rx7-/-小鼠的体重增加和葡萄糖代谢受损;P2rx7-/-小鼠改变了肠道的微生物, 且富集了Lachnospiraceae(与肥胖有关)和Helicobacteraceae,P2rx7-/-小 鼠中与肥胖相关的短链脂肪酸(SCFAs)也增加。
2. Tfh细胞调节葡萄糖代谢和微生物组成
通过测定WT和P2rx7-/-中Tfh细胞转移到Cd3e-/-小鼠,万古霉素、氨苄西林、甲硝哒唑 (VAM)处理小鼠,以及移植P2rx7-/-小鼠盲肠的内容物前后小鼠的各种指标的变化,发现 P2rx7-/-小鼠导致脂肪沉积和代谢功能异常,粪便移植恢复Tfh细胞丰度,Tfh细胞通过控制 IgA的分泌来促进产生健康的肠道微生态。
Tfh细胞中的P2X7受体对于塑造肠道微生物群是很重要的,缺乏P2X7导致肠道中致肥胖的微生物选择性增加,Tfh细胞控制IgA的分泌来促进产生健康的肠道微生态,且P2X7受体识别细菌产 生的ATP,从而促进形成有利于宿主代谢稳态的肠道生态系统。
Lisa Perruzza, Giorgio Gargari, Michele Proietti, et al. T Follicular Helper Cells Promote a Beneficial Gut Ecosystem for Host Metabolic Homeostasis by Sensing Microbiota-Derived Extracellular ATP. Cell Reports , 2017.