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二代测序技术在病原微生物研究中主要有哪些应用??

ty_Apple18 2021-09-06 07:52

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NGS在病原微生物中的应用,简单来说,包括病原微生物基因组分析、病原微生物分子分型、病原微生物溯源等。其中,病原微生物基因组分析是基础,NGS可以在最短的时间内完成病毒、细菌、真菌等基因组的测序和组装,由于自然界的微生物在快速的繁殖分裂中会不断的演化,微生物的基因组处于不断的变动中,新的病毒株的出现就是基因组变化的结果,因此,病原微生物基因组的分析是对病原进行进一步深度分析的基础,了解其基因组结构,重要基因的序列,预测新基因的功能、毒力、耐药性等。
微生物种类繁多,在微生物研究的初级阶段,通过培养观察菌落,各种染色等对微生物进行分类,细分成不同的菌株类型,但这些技术手段还是非常粗糙,在现在的分子生物学阶段,NGS测序技术可以快速对微生物进行分子分型,判断微生物的类型,这需要对大量的微生物进行基因组测序分析,组成庞大的参考基因组数据库。
在传染病发生的情况下,疾病预防控制中心担负有快速控制传染病的任务。而控制传染病的三个环节分别是:控制传染源、切断传播途径和保护易感人群,保护易感人群做的比较多的就是打疫苗,切断传播途径做的比较多的消灭蚊、蝇、老鼠等容易携带病原的传播媒介生物,控制传染源就是要把传染的源头控制住,这就需要快速找到传染源,除了流行病学调查以外,基于基因组测序的微生物分子分型作为寻找病原微生物传播途径的最先进技术,在德国大肠杆菌食品污染、海地霍乱、H7N9流感病毒等重大传染事件中起到了很重要的作用。


qkoufu997341 2021-09-06 07:52


二代测序技术在病原微生物的应用主要有:病原菌的分类、病原菌的物种进化、转录组研究基因功能和宏基因组学研究;
病原菌的分类方面,通常用的16SrDNA测序结果来对微生物进行分类,后来发展出平均氨基酸标识(Averageaminoacididentity,AAI)进行分类;
病原菌的物种进化方面:通过研究单碱基突变、基因组内重排、基因水平转移(基因获得)、基因缺失和重复序列拷贝数变异。通过这些突变机制, 微生物获得了新特性,得以在与环境和宿主的相互斗争中生存下优艾设计网_Photoshop论坛
转录组研究基因功能方面:用以检测有机体基因组中基因的表达, 能够更精细的揭示RNA世界的状态和变化情况。
宏基因组学方面:即群落基因组学,直接研究自然状态下微生物群落(包含了可培养的和不可培养的细菌、真菌和病毒等基因组的总和)。


晓晓1896 优艾设计网_PS问答 2021-09-06 07:53


二代测序技术领域的发展,使得核酸序列的测定速度与成本价格的比值,以超过摩尔定律的速度迅速增加。因此,全基因组(转录组)序列测序技术将不可避免地像PCR技术那样,走入每一个分子生物学实验室,成为微生物学家们的常规研究手段。而高通量测序技术所带来的基因组学和转录组学研究的变革,
会为蛋白质组学和代谢组学奠定基础,它们将共同成为系统微生物学发展的基石。但问题和挑战依然存在。首先,随着核酸序列数量上的跨越式累积,生物信息学分析将面临巨大的挑战,适用于常规实验室使用的新统计学方法和分析软件的开发成为当前的迫切需求。另外,海量数据的深入挖掘工作会发现用传统生物学理论难以解释的生命规律,对传统理论的颠覆和新理论的提出与建立将成为不可避免的工作


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