gen 16S rRNA secuencia se utiliza comúnmente para la identificación, clasificación y cuantificación de los microbios dentro biológicas complejas mezclas tales como muestras ambientales (ex agua marina) y el intestino muestras (ex intestino humano microbioma)., El gen 16S rRNA es un componente altamente conservado de la maquinaria transcripcional de todas las formas de vida basadas en el ADN y, por lo tanto, es muy adecuado como un gen objetivo para secuenciar el ADN en muestras que contienen hasta miles de especies diferentes. Los cebadores de PCR universales se pueden diseñar para apuntar a las regiones conservadas de 16S, lo que permite amplificar el gen en una amplia gama de microorganismos diferentes a partir de una sola muestra. Convenientemente, el gen 16S rRNA consiste en regiones conservadas y variables (Fig. 1)., Mientras que la región conservada hace posible la amplificación universal, la secuenciación de las regiones variables permite la discriminación entre diferentes microorganismos específicos como bacterias, arqueas y eukarya microbiana. La identificación de Virus requiere secuenciación metagenómica (la secuenciación directa del ADN total extraído de una comunidad microbiana) debido a su falta del gen marcador filogenético 16S.
Fig 1 – aproximadamente 1.5 kb 16S rRNA gen de E. coli mostrando las nueve regiones variables que lo convierten en un blanco ideal como gen marcador filogenético.,
originalmente, los estudios de muestras ambientales requerían el cultivo y el aislamiento de las especies para su IDENTIFICACIÓN, un proceso laborioso y lento. Sin embargo, el acoplamiento de 16S rRNA PCR con secuenciación de próxima generación ha permitido el estudio de muchas muestras a bajo costo. Los primeros estudios de secuenciación del 16S rRNA ya han encontrado muchas secuencias que no pertenecen a ninguna especie cultivada conocida, lo que indica que hay numerosos organismos no aislados y que los métodos basados en el cultivo solo encuentran un pequeño porcentaje de las especies bacterianas y arqueas en una muestra., Además, con la multiplexación de muchas muestras y la alta profundidad de cobertura que ofrecen las plataformas actuales de próxima generación, ahora podemos analizar muestras de series temporales exhaustivas para cuantificar la dinámica de la comunidad microbiana en muchos sitios, o producir mapas 3D detallados de comunidades microbianas, así como explorar si los cambios en especies raras o abundantes están asociados con la salud y la enfermedad.
Fig 2-clustering of 5′ and 3 ‘ reads from different environmental samples show that samples from a given environment type cluster together well.,
Las lecturas de la secuenciación de próxima generación se pueden usar contra bases de datos curadas como Ribosomal Database Project (RDP), GreenGenes y SILVA para su identificación y clasificación. Las secuencias relacionadas se «agrupan» y se cuenta el número de Representantes de cada clúster. Los grupos de secuencias similares se conocen como» unidades taxonómicas operativas » (OTUs). Los recuentos de OTU se resumen en una tabla de abundancias relativas para cada organismo en cada muestra., Hasta la fecha, se han desarrollado varias tuberías de análisis para el análisis de datos de secuencia de genes 16S rRNA y dos tuberías comúnmente utilizadas son QIIME y Mothur. QIIME toma a los usuarios de su salida de secuenciación cruda a través de análisis iniciales como la selección de OTU, la asignación taxonómica y la construcción de árboles filogenéticos a partir de secuencias representativas de OTUs, y a través del análisis estadístico, la visualización y la producción de gráficos con calidad de publicación.,
LC Sciences ofrece un servicio integral de secuenciación del gen 16SrRNA para la identificación y clasificación de especies en muestras microbianas. Utilizamos una estrategia de amplificación de fragmentos de 16S rDNA de doble zona (amplified zones V3 + V4), secuencia en la plataforma Illumina MiSeq líder en la industria y proporcionamos un análisis de datos extenso que incluye: estadísticas de salida de datos de secuenciación, agrupación de secuencias en unidades taxonómicas operativas (OTU), análisis de diversidad, clasificación de especies y análisis de abundancia.,
recientemente, uno de los clientes de LC Sciences utilizó la secuenciación del gen 16S rRNA para estudiar la propagación microbiana del aire en áreas contaminadas donde las condiciones climáticas adversas causan una doble contaminación de polvo y smog.