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Metagenomische Sequenzierung – Nanopore

Metagenomik ist ein molekulares Tool zur Analyse gemischter genomischer Materialien, die aus Umweltproben extrahiert wurden und detaillierte Informationen zu Artenvielfalt und -häufigkeit, Populationsstruktur, phylogenetischer Beziehung, funktionellen Genen und Korrelationsnetzwerken mit Umweltfaktoren usw. liefern. Kürzlich wurden Nanoporen-Sequenzierungsplattformen eingeführt zu metagenomischen Studien.Seine herausragende Leistung bei der Leselänge verbesserte die nachgelagerte metagenomische Analyse, insbesondere die Metagenomassemblierung, erheblich.Unter Nutzung der Vorteile der Leselänge ist die auf Nanoporen basierende Metagenomikstudie im Vergleich zur Schrotflinten-Metagenomik in der Lage, eine kontinuierlichere Assemblierung zu erreichen.Es wurde veröffentlicht, dass die auf Nanoporen basierende Metagenomik erfolgreich vollständige und geschlossene Bakteriengenome aus Mikrobiomen generierte (Moss, EL, et. al,Naturbiotechnologie, 2020)

Plattform:Nanopore PromethION P48

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Servicedetails

Demo-Ergebnisse

BMK-Fall

Servicevorteile

● Hochwertige Assemblierung – Verbesserung der Genauigkeit der Artenidentifizierung und funktionellen Genvorhersage

● Geschlossene Isolierung des Bakteriengenoms

● Leistungsstärkere und zuverlässigere Anwendung in verschiedenen Bereichen, z. B. Erkennung pathogener Mikroorganismen oder Antibiotikaresistenzgene

● Vergleichende Metagenomanalyse

Leistungsbeschreibung

Plattform	Sequenzierung	Empfohlene Daten	Seitenwechsel
Nanopore	ONT	6G/10G	65 Arbeitstage

Bioinformatische Analysen

● Qualitätskontrolle der Rohdaten

● Metagenom-Assemblierung

● Nicht-redundanter Gensatz und Annotation

● Analyse der Artenvielfalt

● Analyse der genetischen Funktionsvielfalt

● Intergruppenanalyse

● Assoziationsanalyse anhand experimenteller Faktoren

Musteranforderungen und Lieferung

Probenanforderungen:

FürDNA-Extrakte:

Beispielstyp	Menge	Konzentration	Reinheit
DNA-Extrakte	1-1,5 µg	＞ 20 ng/μl	AD260/280= 1,6-2,5

Für Umweltproben:

Beispielstyp	Empfohlenes Probenahmeverfahren
Boden	Probenmenge: ca.5 g;Verbleibende verwelkte Substanz muss von der Oberfläche entfernt werden;Große Stücke zermahlen und durch einen 2-mm-Filter passieren;Aliquotierte Proben in sterilen EP-Röhrchen oder Zyrotöhrchen zur Reservierung.
Kot	Probenmenge: ca.5 g;Sammeln und aliquotieren Sie Proben zur Reservierung in sterilen EP-Röhrchen oder Kryoröhrchen.
Darminhalt	Proben müssen unter aseptischen Bedingungen verarbeitet werden.Gesammeltes Gewebe mit PBS waschen;Zentrifugieren Sie das PBS und sammeln Sie den Niederschlag in EP-Röhrchen.
Schlamm	Probenmenge: ca.5 g;Sammeln und aliquotieren Sie die Schlammprobe in einem sterilen EP-Röhrchen oder Kryoröhrchen zur Reservierung
Gewässer	Für Proben mit einer begrenzten Menge an Mikroben, wie z. B. Leitungswasser, Brunnenwasser usw., sammeln Sie mindestens 1 l Wasser und lassen Sie es durch einen 0,22-μm-Filter laufen, um die Mikroben auf der Membran anzureichern.Bewahren Sie die Membran in einem sterilen Röhrchen auf.
Haut	Kratzen Sie die Hautoberfläche vorsichtig mit einem sterilen Wattestäbchen oder einer chirurgischen Klinge ab und legen Sie sie in ein steriles Röhrchen.

Empfohlene Musterlieferung

Frieren Sie die Proben 3-4 Stunden lang in flüssigem Stickstoff ein und lagern Sie sie zur Langzeitkonservierung in flüssigem Stickstoff oder bei -80 Grad.Der Probenversand mit Trockeneis ist erforderlich.

Service-Workflow

Musterlieferung

Bibliotheksbau

Sequenzierung

Datenanalyse

Kundendienst

Vorherige: Bisulfit-Sequenzierung des gesamten Genoms

Nächste: Metagenomische Sequenzierung – NGS

1.Heatmap: Clusterung des Artenreichtums2.Funktionelle Gene, die mit KEGG-Stoffwechselwegen verknüpft sind3. Artenkorrelationsnetzwerk4.Circos von CARD-Antibiotikaresistenzgenen

BMK-Fall

Die Nanoporen-Metagenomik ermöglicht eine schnelle klinische Diagnose bakterieller Infektionen der unteren Atemwege

Veröffentlicht:Naturbiotechnologie, 2019

Technische Highlights
Sequenzierung: Nanopore MinION
Klinische Metagenomik-Bioinformatik: Wirts-DNA-Depletion, WIMP- und ARMA-Analyse
Schnelle Erkennung: 6 Stunden
Hohe Empfindlichkeit: 96,6 %

Wichtigste Ergebnisse

Im Jahr 2006 verursachten Infektionen der unteren Atemwege (LR) weltweit den Tod von 3 Millionen Menschen.Die typische Methode zum Nachweis von LR1-Erregern ist die Kultivierung, die eine geringe Empfindlichkeit, eine lange Durchlaufzeit und fehlende Leitlinien für die frühe Antibiotikatherapie aufweist.Eine schnelle und genaue mikrobielle Diagnose ist seit langem ein dringender Bedarf.Dr. Justin von der University of East Anglia und seine Partner haben erfolgreich eine auf Nanoporen basierende metagenomische Methode zum Nachweis von Krankheitserregern entwickelt.Gemäß ihrem Arbeitsablauf können 99,99 % der Wirts-DNA abgereichert werden.Der Nachweis von Krankheitserregern und Antibiotikaresistenzgenen kann in 6 Stunden abgeschlossen sein.

Referenz
Charalampous, T., Kay, GL, Richardson, H., Aydin, A. und O'Grady, J.(2019).Die Nanoporen-Metagenomik ermöglicht eine schnelle klinische Diagnose bakterieller Infektionen der unteren Atemwege.Naturbiotechnologie, 37(7), 1.