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多元賦能,!看多快好省的宏基因組技術(shù)如何擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域!

2024-12-9  閱讀(151)

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微生物組研究揭示了微生物群落的組成特征和多樣性,,以及微生物與宿主,、環(huán)境的相互作用。宏基因組學(xué)由Handelsman和Rodon于1998年提出,,mNGS在《高通量宏基因組測(cè)序技術(shù)檢測(cè)病原微生物的臨床應(yīng)用規(guī)范化專(zhuān)家共識(shí)》中得到精準(zhǔn)定義,。憑借其多、快,、好,、省的優(yōu)勢(shì)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的病原微生物檢測(cè),并逐漸擴(kuò)展至農(nóng)業(yè)動(dòng)植物研究,、工業(yè)食品檢測(cè)和環(huán)境能源等領(lǐng)域,。

 

 

 

醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的宏基因組

mNGS技術(shù)通過(guò)測(cè)序分析臨床樣本中的微生物和宿主核酸,可無(wú)偏檢測(cè)多種病原體,,已從呼吸道感染篩查拓展至神經(jīng)系統(tǒng),、胃腸道、生殖系統(tǒng)感染等領(lǐng)域,,并應(yīng)用于微生物組,、耐藥性、人類(lèi)基因表達(dá)及腫瘤研究,。未來(lái),,mNGS將在患者治療和公共健康中發(fā)揮更大作用。

 

用于病原體發(fā)現(xiàn)的宏基因組學(xué)

宏基因組高通量測(cè)序技術(shù)通過(guò)對(duì)臨床樣本中微生物和宿主核酸的測(cè)序分析,,可以無(wú)偏倚地檢測(cè)多種病原微生物,,正廣泛應(yīng)用于臨床感染性疾病病原檢測(cè)。

 
 
 
 

公共衛(wèi)生的傳統(tǒng)病原體監(jiān)測(cè)

現(xiàn)有的公共衛(wèi)生病原體監(jiān)測(cè)方法包括對(duì)特定病原體的主動(dòng)篩查,如CRE,、MRSA以及VRE等,,或是基于感染事件或醫(yī)院特定病房相關(guān)病原體的監(jiān)測(cè)。當(dāng)環(huán)境污染物在流行病學(xué)上與疫情調(diào)查有關(guān)時(shí),,對(duì)空氣,、水和表面進(jìn)行有針對(duì)性的采樣,以確定潛在的來(lái)源,。

 
 
 

 

 

 

科研領(lǐng)域的宏基因組

 

近年來(lái),,宏基因組研究聚焦于微生物多樣性、疾病關(guān)鍵微生物的發(fā)現(xiàn),、疾病診斷模型的構(gòu)建及疾病機(jī)制探索,。宏基因組不僅在物種鑒定上具優(yōu)勢(shì),還可通過(guò)功能數(shù)據(jù)庫(kù)比對(duì),,解析耐藥機(jī)制,、代謝通路、毒力基因和群體感應(yīng),,尤其在挖掘微生物代謝途徑中作用顯著。

 

 

腸道微生物研究

宏基因組學(xué)分析可全面揭示人體腸道微生物的多樣性及其在消化,、免疫,、代謝等生理活動(dòng)中的功能,幫助研究人員探索微生物與人體的相互作用及其對(duì)健康的影響,。通過(guò)分析腸道微生物組的變化,,可以更好地理解其與疾病的關(guān)系,如肥胖,、糖尿病和炎癥性腸病,。調(diào)整微生物群可能有助于疾病改善,未來(lái)甚至可用于癌癥篩查,。目前,,宏基因組學(xué)和代謝組學(xué)已揭示結(jié)直腸癌中腸道微生物群的階段性特異性表型。

 
 
 
 

環(huán)境微生物多樣性研究

近年來(lái),,研究熱點(diǎn)集中于環(huán)境-生物體互作微生物群,,通過(guò)高通量測(cè)序精準(zhǔn)分析其群體構(gòu)成、基因功能及代謝活性,,主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè),、水污染控制、固廢處理,、生態(tài)環(huán)境等領(lǐng)域,。功能研究重點(diǎn)在于生物地球化學(xué)循環(huán)、耐藥基因,、代謝通路,、金屬與重金屬抗性,、有機(jī)物代謝、污染物降解及毒力因子等,。

 
 
 

 

 

 

 

農(nóng)業(yè)/動(dòng)物疫病檢測(cè)宏基因組

 

宏基因組學(xué)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域,、動(dòng)物疫病檢測(cè)和食品科學(xué)和工業(yè)生產(chǎn)相關(guān)領(lǐng)域同樣助益良多,可以揭示微生物群落結(jié)構(gòu)和功能對(duì)植物生長(zhǎng)的影響,、監(jiān)測(cè)和防控動(dòng)物疫病爆發(fā)和保證食品品質(zhì)和安全,。

 

 

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域

宏基因組學(xué)可揭示農(nóng)業(yè)活動(dòng)和土壤管理對(duì)微生物群落結(jié)構(gòu)與功能的影響,解析作物與土壤微生物(如根際微生物,、共生菌根)間的互作,,分析病害相關(guān)微生物,為病害監(jiān)測(cè)和防控提供支持,。

 
 
 
 

多病原檢測(cè),、不明原因動(dòng)物疫病檢測(cè)

宏基因組學(xué)可解析動(dòng)物消化道、養(yǎng)殖環(huán)境及廢水,、糞便中微生物結(jié)構(gòu)與功能,,揭示其在養(yǎng)殖系統(tǒng)中的機(jī)制,以提升營(yíng)養(yǎng)利用,、促進(jìn)生長(zhǎng),,并支持養(yǎng)殖污染控制和糞便無(wú)害化處理。同時(shí)可定向檢測(cè)動(dòng)物攜帶的病原體,。動(dòng)物病原宏基因組測(cè)序采用DNA/RNA共建庫(kù)策略,,應(yīng)用于檢測(cè)、流調(diào)和特定病原研究,。

 
 
 
 

食品微生物溯源和生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)控

宏基因組學(xué)在食品科學(xué)和工業(yè)中的應(yīng)用,,可監(jiān)測(cè)和控制食品微生物群落,提升食品安全,、質(zhì)量和風(fēng)味,,預(yù)防食源性疾病,保障食品安全,。

 
 
 

 

宏基因組學(xué)揭示了無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的微生物,,推動(dòng)了微生物學(xué)和生物技術(shù)的發(fā)展。其應(yīng)用領(lǐng)域逐漸擴(kuò)大,,未來(lái)隨著科技進(jìn)步,,成本將降低,流程和分析將更加完善,,應(yīng)用前景更加廣闊,。宏基因組學(xué)研究工具也在不斷迭代升級(jí),翌圣生物多款DNA&RNA建庫(kù)試劑盒滿(mǎn)足宏基因組不同應(yīng)用領(lǐng)域的需求,助力微生物檢測(cè)更精準(zhǔn),、更快捷,!

 

 

宏基因組建庫(kù)相關(guān)產(chǎn)品選擇指南

 

應(yīng)用方向

產(chǎn)品名稱(chēng)

貨號(hào)

備注

提取試劑盒

MolPure® Magnetic Pathogen DNA/RNA Kit

18306ES

DNA&RNA共提取

臨檢病原宏基因組方向(測(cè)序類(lèi)型SE75或SE50)

Hieff NGS® OnePot Flash DNA Library Prep Kit

12316ES

病原DNA檢測(cè)

Hieff NGS® ds-cDNA Synthesis Kit

13488ES

DNA&RNA共檢測(cè)

Hieff NGS® OnePot Flash DNA Library Prep Kit

12316ES

Hieff NGS® One-Step rRNA Removal Kit(Human)

12258ES

動(dòng)物疫檢宏基因組方向(測(cè)序類(lèi)型:PE150或SE100)

Hieff NGS® ds-cDNA Synthesis Kit

13488ES

DNA&RNA共檢測(cè)

Hieff NGS® C37P4 OnePot cDNA&gDNA Library Prep Kit

13502ES

環(huán)境宏基因組、食品微生物等其他領(lǐng)域檢測(cè)(測(cè)序類(lèi)型PE150)

Hieff NGS® OnePot Pro DNA Library Prep Kit V4 一步法DNA酶切建庫(kù)試劑盒V4

12972ES

DNA檢測(cè)

 

 

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