16S rRNA genové sekvenování se běžně používá pro identifikaci, klasifikaci a kvantifikaci mikroorganismů v rámci komplexních biologických směsí, jako jsou environmentální vzorky (ex mořské vody) a střevní vzorky (ex human gut microbiome)., 16S rRNA genu je vysoce konzervovanou součástí transkripční mašinérii všechny DNA založené na život, formy, a proto je velmi vhodný jako cílový gen pro sekvenování DNA ve vzorcích obsahujících až tisíce různých druhů. Univerzální PCR primery mohou být navrženy tak, aby cílové konzervovaným regionům 16, takže je možné zesílit genu v široké škále různých mikroorganismů z jednoho vzorku. Pohodlně se Gen rRNA 16S skládá z konzervovaných i variabilních oblastí (obr. 1)., Zatímco zachovaných regionu je univerzální zesílení možné, sekvenování variabilních oblastí umožňuje diskriminaci mezi specifické různých mikroorganismů, jako jsou bakterie, archaea a mikrobiální eukaryota. Identifikace virů vyžaduje metagenomic sekvenování (přímé sekvenování celkové DNA extrahované z mikrobiální společenství), v důsledku jejich nedostatku fylogenetický marker gen 16S.
Obr 1 – Přibližně 1,5 kb 16S rRNA genu z E. coli ukazuje devět variabilní regiony, které z něj dělají ideální cíl jako fylogenetický marker, gen.,
Původně, studium vzorků z prostředí vyžaduje kultivaci a izolaci druhů pro identifikaci, pracný a časově náročný proces. Spojení 16S rRNA PCR s sekvenováním nové generace však umožnilo studium mnoha vzorků za nízkou cenu. Brzy 16S rRNA sekvenční studie již našel mnoho sekvencí, které nepatří do žádné známé kultivovaných druhů, což naznačuje, že existuje mnoho non-izolované organismy a že kultivační metody založené na nalezení pouze malé procento bakteriálních a archaeal druhů ve vzorku., Navíc, s multiplexování z mnoha vzorků a vysoká hloubka krytí poskytované podle dnešních next-gen platformy, nyní můžeme analyzovat vzorky z komplexní časové řady pro kvantifikaci mikrobiálního společenství dynamics přes mnoho stránek, nebo vytvářet detailní 3D mapy mikrobiálních společenství, stejně jako prozkoumat, zda změny ve vzácné nebo hojné druhy jsou spojeny s zdraví a nemoci.
Obr 2 – shlukování 5′ a 3′ čte z různých environmentálních vzorcích ukazují, že vzorky z daného prostředí typ clusteru spolu dobře.,
Čte z next-gen sekvenování může být ODSTŘELEN proti kurátor databází jako Ribosomal Database Project (RDP), GreenGenes, a SILVA pro identifikaci a klasifikaci. Související sekvence jsou „seskupeny“ a počet zástupců každého clusteru se počítá. Shluky podobných sekvencí jsou označovány jako „operační taxonomické jednotky“ (OTUs). Počty OTU jsou shrnuty v tabulce relativních hojností pro každý organismus v každém vzorku., K dnešnímu dni bylo vyvinuto několik analytických potrubí pro analýzu dat genové sekvence 16S rRNA a dva běžně používané potrubí jsou QIIME a Mothur. QIIME bere uživatelům z jejich raw sekvenční výstup přes počáteční analýzy, jako jsou PPU sběr, taxonomické zařazení, a konstrukce fylogenetických stromů z reprezentativní sekvence OTUs, a prostřednictvím následné statistické analýzy, vizualizace a výroba publikace-kvalitní grafikou.,
LC Sciences nabízí komplexní službu sekvenování genů 16srrna pro identifikaci a klasifikaci druhů v mikrobiálních vzorcích. Používáme dual zone (zesílené zóny V3 + V4) 16S rDNA amplifikace fragmentu strategie, pořadí na špičkové Illumina MiSeq platformy a poskytují rozsáhlé analýzy dat, včetně: sekvenční výstup dat statistiky, pořadí clusterů do operačních taxonomických jednotek (OTU), rozmanitost analýza, klasifikace druhů a hojnost analýzy.,
nedávno jeden ze zákazníků LC Sciences použil sekvenování genů 16S rRNA ke studiu mikrobiálního šíření vzduchu ve znečištěných oblastech, kde nepříznivé povětrnostní podmínky způsobují dvojité znečištění prachu a smogu.