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助力您增加微生物組數據真實(shí)性——ATCC微生物組學(xué)產(chǎn)品（2）
微生物組（Microbiome）是指一個(gè)特定環(huán)境中的微生物群，它們生活在一定環(huán)境空間，相互影響并彼此平衡，從而形成了相對穩定的生態(tài)環(huán)境。
包括微生物（細菌、古細菌、低等或高等真核生物和病毒）的基因組（基因），以及其周?chē)h(huán)境在內的全部。特點(diǎn)是結合了宏基因組學(xué)、代謝組學(xué)、宏轉錄組學(xué)、以及宏蛋白組學(xué)等和臨床/環(huán)境數據的集合。
近年來(lái)，隨著(zhù)現代分子生物學(xué)技術(shù)的逐漸成熟，科學(xué)家們對微生物的研究逐漸由單一微生物轉向特定環(huán)境中的整個(gè)微生物群體，如宏基因組學(xué)和代謝組學(xué)等。
01 研發(fā)背景
近年來(lái)，越來(lái)越多的證據說(shuō)明腸道菌群紊亂在阿爾茨海默病中發(fā)病密切相關(guān)，其可引起系統性炎性反應，破壞血腦屏障，在菌群異常代謝產(chǎn)物共同作用下觸發(fā)神經(jīng)退行性病變，如AD、帕金森病等。人體腸道微生物基因組的數目是人類(lèi)基因組的一百倍，腸道菌群對疾病的影響可能超出我們的預期，有很多未解之謎等待我們去探索。
02 應用領(lǐng)域
腸道菌群研究集中在多種組學(xué)研究，包括宏基因組學(xué)、宏轉錄組學(xué)、宏蛋白質(zhì)組學(xué)到代謝組學(xué)層次。測序方法中常用手段包括16S等擴增子測序和宏基因組測序。16S測序主要研究群落的物種組成、物種間的進(jìn)化關(guān)系以及群落的多樣性。而宏基因組還可以進(jìn)行基因和功能層面的深入研究。16S測序序列很多注釋不到種水平，而宏基因組測序則能鑒定微生物到種水平甚至菌株水平。
關(guān)于兩種測序方法ATCC用腸道微生物菌株標準品（ATCC® MSA-2006™）做了以下比較。
圖1 腸道微生物菌株標準品（ATCC® MSA-2006™）在鳥(niǎo)槍法宏基因組和16S rRNA的分析流程中應用
圖2 腸道微生物菌株標準品（ATCC® MSA-2006™）在鳥(niǎo)槍法宏基因組和16S rRNA的分析流程中應用
關(guān)于16S測序引物選擇
基于16S rRNA擴增子的高通量測序分析已經(jīng)成為微生物群落多樣性研究的重要基石。根據自己的樣本特征選擇合適的引物對于測序分析非常重要，所以科研圈中不斷有16S引物對比、引物優(yōu)化的探討。V1-V9區域中，普遍認為V3-V4區和V4-V5區在各分類(lèi)層級鑒定的準確性最高，應用也最為廣泛。ATCC也對擴增子區域做了比較，應用的是V1-V2區和V3-V4區間的對比，樣品為口腔微生物DNA混合物（ATCC® MSA-1004™）。
圖3 16S rRNA序列示意圖（大腸桿菌）綠色為高變區，白色為保守區
圖4 口腔微生物DNA標準品（ATCC® MSA-1004™）在擴增子引物分析中應用
03 解決方案
評估方法的準確性和可重復性，并確保整個(gè)微生物組研究的標準化是至關(guān)重要的。為此ATCC開(kāi)發(fā)了口腔、皮膚、腸道和陰道等特定位置所需的前沿研究的微生物群標準品，這些微生物標準品非常適用于作為對照去研究混合菌群的物種組合和微生物失調對人健康的研究。
ATCC與LGC（英國政府化學(xué)家實(shí)驗室）合作開(kāi)發(fā)了用于臨床相關(guān)病原體檢測的模擬微生物群落,使用ATCC宏基因組控制材料用于病原體檢測(ATCC® MSA-4000™);與生物分子資源設施協(xié)會(huì )宏基因組學(xué)研究組(ABRF-MGRG)合作開(kāi)發(fā)極端微生物項目宏基因組學(xué)參考標準品(ATCC® MSA-3000™, MSA-3001™, MSA-3002™)。
當然還有真菌微生物組和病毒組標準品等，分為菌毒株和DNA形式。產(chǎn)品經(jīng)過(guò)測序確保純度，無(wú)人源核酸。由于A(yíng)TCC的微生物組標準品已知組成成分，可以用于優(yōu)化分析從樣品收集到數據分析的每個(gè)工作流程，如提高實(shí)驗數據穩定性，消除偏差，增加實(shí)驗可信度，尤其是在特定部位菌群分析和臨床微生物研究中。
附：ATCC 微生物組（Microbiome）標準品部分清單
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