隨著測序技術的發(fā)展，人們對微生物的了解逐步加深；

特別是近年來人們對腸道微生物的關注，定植在人體內(nèi)的微生物數(shù)量與人體細胞數(shù)量相媲美；這些微生物主要定植在下消化道；

所以今天與大家分享一些最近學習的微生物組學知識，領略一下這門研究的來龍去脈；

大年初一已經(jīng)過去，你的假期電量只剩下百分之五十哦~

是不是慌得一筆~

趕緊拿出小本本，學習今天的微生物組學小知識~

微生物是什么？

肉眼難以看清，需要借助光學顯微鏡或電子顯微鏡才能觀察到的一切微小生物的總稱，如細菌、病毒、真菌；

隨著人們對微生物的認識，這些小東西與人類密切相關，人體微生物廣泛分布于腸道、口腔、皮膚、支氣管、生殖道、器官組織，甚至有學者稱血液中也有微生物；

她們有令人厭惡的一面，如我們最熟悉的這兩年限制我們出去浪的新型冠狀病毒，讓我們美味的食物變質；

但也有很多好處，如制造出美味的葡萄酒、松軟的饅頭；

說得我都有點餓了……

近年來，人們發(fā)現(xiàn)腸道微生物對人體各類疾病，免疫都發(fā)揮著重要作用；

隨著測序技術的進步，微生物的研究也進入了組學時代；

那么如何運用微生物組學研究某類疾病或某種條件下微生物的影響呢？

這里以疾病A為例，假設我們采集了疾病A和正常人的糞便；因為正常人糞便很難采集到，畢竟沒病誰去醫(yī)院檢查糞呢，吃飽了撐的？所以這里正常人也可以選擇“未得A病的人”；

1. 微生物種類差別？

首先，我們先通過提取A和正常人糞便的DNA，這個工作可以交給公司；

為了了解A糞便微生物種類是否與正常人不同，可以使用16S測序，獲得糞便中微生物的界門綱目科屬種信息；

16S rRNA

是細菌上編碼核糖體RNA (rRNA)相對應的DNA序列，存在于所有細菌的基因組中；16S rRNA含有9個高邊區(qū)，通常測V4或V3-V4區(qū)，300-400bp；

對V4或V3-V4區(qū)擴增后測序，再將測序后的序列聚類，如相似度高于97%的視為一類，當作同種微生物，然后把序列在數(shù)據(jù)庫中搜索，即可判斷出每類微生物是啥；

通過比較A和正常人微生物種類多少、類型的差異即可判斷疾病A是否與腸道微生物相關；

2. 微生物群的功能？

16S rRNA測序只能得出微生物種類，不過通過再搜索這些類別微生物的基因組信息，也可以得到該微生物群含有那些功能基因，可能發(fā)揮怎樣的功能，如脂肪酸分解？

16S rRNA測序比較便宜，三百左右一個樣品，如果你資金充足，也可以選擇宏基因組測序，也就是把所有微生物的基因都測了，三千左右一個樣品，所以建議先16S rRNA測序，再挑選代表性樣品進行宏基因組測序，如果你有錢的話~

宏基因組測序可以得到疾病A所有微生物的基因功能注釋和代謝通路；

3. 宏轉錄組

我們知道基因發(fā)揮功能是這樣的過程：

DNA --> RNA -->蛋白質

只測基因組，并不能確定這些基因是否轉錄成RNA，發(fā)揮功能，所以紅轉錄組應運而生；

同樣的，蛋白質組學我這里就不叨叨了；

4. 微生物代謝組

微生物最終影響腸道，是通過她們的代謝產(chǎn)物；

所以對微生物的代謝產(chǎn)物分析，是最直觀的，了解微生物與疾病關系的因素；

以上，就是經(jīng)典微生物組學研究的大致套路：

16S rRNA測序 --> 宏基因組 --> 轉錄組 --> 代謝組

如果你有錢，又閑，同時有對科研的滿腔熱血，那么微生物組學是你的不二之選~

最后，祝大家牛年大吉！多發(fā)牛文章！

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