microbius
РОССИЙСКИЙ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКИЙ ПОРТАЛ
Поиск
rss

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2Vtzqx7tLnC

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqwzYS9e

Реклама

ООО "АЛИФАКС"

ИНН 7718314415

ID 2VtzqvtsLHv

Реклама

Новая технология объединяет анализ единичных клеток и метагеномный анализ для характеристики микроорганизмов
Новая технология объединяет анализ единичных клеток и метагеномный анализ для характеристики микроорганизмов

Автор/авторы:
share
47
backnext
Рис.: astrobiomike.github.io

Исследователи разрабатывают интегрированный подход к метагеномике единичных клеток, который может повысить точность и разрешающую способность характеристики микроорганизмов.

   Метагеномика, передовой метод секвенирования ДНК, позволяет напрямую извлекать и in silico (или с помощью компьютерного моделирования) характеризовать генетический материал из смешанных микробных популяций одновременно, минуя громоздкую задачу выделения и культивирования различных видов бактерий из смеси. Хотя этот метод полезен для получения более широкой картины, например, микробиома, более тонкие детали, касающиеся близкородственных видов, могут быть упущены, что способствует предвзятости и неточности. Геномика единичных клеток (SC - геномика) является многообещающим альтернативным подходом, который позволяет получить геномы отдельных клеток. Однако в более широком смысле этот подход может привести к неполноте собранных геномов, учитывая меньшие размеры фрагментов ДНК по сравнению с традиционным подходом метагеномики.

    В новаторском совместном исследовании Университета Васэда, Япония, и компании bitBiome, стартап-инициативы Университета Васэда, группа исследователей протестировала гибридный подход, сочетающий обычную метагеномику и sc-метагеномику, который может устранить недостатки обоих методов. "Бактериальные геномы, реконструированные только на основе метагеномного анализа, несовершенны и содержат ошибки. Мы разработали новую систему интеграции метагеномики единичных клеток, названную SMAGLinker, которая определяет геномный сиквенс каждой клетки в отдельности. Используя этот метод, мы стремимся получить точные бактериальные геномы в полном объеме, что было сложной задачей в прошлом", - объясняет руководитель исследования Масахито Хосокава, который также является основателем компании bitBiome.

   Сначала ученые генерировали амплифицированные геномы единичных клеток (SAG), используя микрофлюидную технологию (передовой метод амплификации ДНК), для микробиоты кишечника и кожи человека, а также для "макета" микробного сообщества, содержащего известные бактерии для целей валидации. Затем они провели анализ и кластеризацию сиквенсов, используя метод под названием "contig binning". Они интегрировали этот анализ с методом сборки метагеномов (MAG), чтобы улучшить общий охват и точность биннинга. Сравнивая интегрированный подход с традиционным подходом метагеномики, они обнаружили, что первый показал более высокую точность и точность биннинга, а также значительно более высокий процент извлечения геномов (включая рРНК, тРНК и плазмиды), по сравнению с традиционным подходом.

   Используя SMAGLinker, исследователи смогли выявить большое количество высококачественных геномов микробиоты кишечника и кожи. Более того, геномы, полученные с помощью этого комплексного подхода, охватывали большее число родов бактерий по сравнению с традиционным подходом, что свидетельствует о лучшем охвате бактериального разнообразия. Погрузившись глубже, исследователи также получили лучшее качество определения внутривидового разнообразия с помощью SMAGLinker. 

В то время как обычный метагеномный подход выявил только один геном бактерии Staphylococcus hominis, контаминированный геномами других видов Staphylococcus, интегрированный подход выявил два независимых штамма, несущих различные плазмиды, из одного и того же образца микробиоты кожи. 

   Они также смогли успешно подтвердить свои выводы, используя макетный образец микробиоты.

   В целом, SMAGLinker - это мощный инструмент, который может повысить точность и качество определения геномов и распознавания близкородственных геномов в сложных микробных смесях. Авторы с нетерпением ждут потенциальных результатов своих исследований. 

   "Комменсальные бактерии человека тесно ассоциированы со здоровьем человека, и понимание взаимодействия хозяина и микроорганизмов важно для разработки новых методов лечения, а также для промышленного и экологического применения. Мы надеемся, что эта технология может быть распространена на различные исследовательские дисциплины для точной характеристики микроорганизмов", - заключает Хосокава.


Источник:

ScienceDaily, 13 October 2021

Вам также может быть интересно
Комментариев: 0
Узнайте о новостях и событиях микробиологии
Первыми получайте новости и информацию о событиях
up