Phân tích metagenomics: 16S, 18S, ITS hay shotgun?

Phân tích metagenomics là một công cụ mạnh mẽ để phân tích đa dạng vi sinh vật trong môi trường một cách nhanh chóng, đặc biệt phù hợp để phân tích những loài vi sinh vật không thể phân lập hoặc nuôi cấy (Xem Tổng quan metagenomics). LOBI cung cấp dịch vụ giải trình tự và phân tích metagenomics đa dạng, bao gồm 16S, 18S, ITS và shotgun metagenomics. Vậy nhà nghiên cứu nên lựa chọn dịch vụ metagenomics nào phù hợp với mục đích của mình?

Metagenomics 16S rRNA

16S rRNA được sử dụng để phân tích đa dạng của các loài vi khuẩn hoặc vi khuẩn cổ trong mẫu môi trường. Phương pháp này giải trình tự đoạn DNA mã hóa cho tiểu đơn vị 16S ribosome ở các loài sinh vật nhân sơ, được sử dụng phổ biến trong hệ thống phân loại vi khuẩn. Đoạn DNA này có chiều dài khoảng 1500 bp, có kích thước vừa phải và tỷ lệ đột biến thấp. Trình tự gen 16 rRNA bao gồm 9 vùng biến đổi và 10 vùng bảo tồn, trình tự vùng bảo tồn phản ánh mối quan hệ di truyền giữa các loài, trong khi trình tự vùng biến đổi phản ánh sự khác biệt giữa các loài. Các vùng trình tự biến đổi V3, V4, V5 thường được sử dụng đối với vi khuẩn và V4-V5 thường sử dụng cho vi khuẩn cổ.

 

Phân tích metagenomics: 16S, 18S, ITS hay shotgun?
Cấu trúc và mồi thiết kế cho 16S rRNA

Metagenomics 18S rRNA

Gen mã hóa 18S rRNA mã hóa tiểu đơn vị ribosome 18S ở sinh vật nhân thực. Giống như 16S rRNA, trình tự gen 18S rRNA cũng bao gồm các vùng bảo tồn và vùng biến đổi (V1-V9, không có V6). Trong số các vùng biến đổi, V4 có thông tin cơ sở dữ liệu đầy đủ nhất và hiệu quả phân loại tốt nhất. Nó được sử dụng nhiều nhất và là lựa chọn tốt nhất cho các phân tích đa dạng sử dụng 18S rRNA. Trình tự rRNA 18S phản ánh sự khác biệt về loài giữa các sinh vật nhân chuẩn trong các mẫu nhất định.

Metagenomics ITS

ITS (Internal Transcript Spacer) nằm trong vùng không mã hóa của gen rRNA của nấm. Trình tự ITS được sử dụng để phân loại nấm thường bao gồm ITS1 và ITS2. Ở nấm, các gen rRNA 5,8S, 18S và 28S được bảo tồn cao, trong khi ITS, do thuộc vùng không mã hóa, ít chịu áp lực chọn lọc tự nhiên hơn và thể hiện tính đa hình tốt hơn ở hầu hết các sinh vật nhân chuẩn. ITS được bảo tồn tương đối nhất quán trong loài, trong khi sự khác biệt đáng kể giữa các loài. Các đoạn trình tự ITS có kích thước nhỏ (350 bp và 400 bp) và dễ phân tích. Chúng đã được sử dụng rộng rãi trong phân tích phát sinh loài của các loài nấm khác nhau.

Shotgun metagenomics

Khác với giải trình tự metagenomics 16S/18S/ITS, giải trình tự shotgun metagenomics giải trình tự toàn bộ hệ gen của tất cả các sinh vật có trong một mẫu hỗn hợp. Toàn bộ DNA trong mẫu được tách chiết và cắt ngẫu nhiên thành các đoạn nhỏ hơn trước khi giải trình tự. Bên cạnh đánh giá sự đa dạng của vi sinh vật trong môi trường như 16S/18S/ITS, shotgun metagenomics đưa ra thông tin về toàn bộ các gen trong hệ gen, giúp phục vụ cho các phân tích khác như lắp ráp và phân loại hệ gen, lập hồ sơ chức năng/trao đổi chất, lập hồ sơ gen kháng kháng sinh,…

One thought on “Phân tích metagenomics: 16S, 18S, ITS hay shotgun?

  1. Pingback: Metagenomics: Chọn V1V2 hay V3V4? | LOBI - a bioinformatic company

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *