利用16sRNA技术鉴定 微生物群落 的多样性文献翻译与思考.docVIP

利用16sRNA技术鉴定 微生物群落 的多样性 文献翻译与思考 摘要: 这篇综述介绍了16sRNA测序技术。论述了16sRNA基因的生物学意义，介绍了测序常用方法，序列数据的数据库、分析软件，介绍了一些应用16s技术的研究。 引言: 在学校的学习中，还有跟随实验室师兄实验的时候都有听到过通过16srRNA基因的扩增后进行测序，从而判定菌株的种类。阅读这篇综述就是关于通过16srRNA高通量的方法研究微生物多样性。在这篇文章中，主要是我对文献内容的总结，其中穿插着我自己的一些理解与想法。 阅读文献: 《ExploringMicrobialDiversityUsing16SrRNAHigh-ThroughputMethods》 ByFabriceArmougomandDidierRaoult16sRNA是微生物的核糖体RNA，在进化的过程中，保持相对恒定的结构。具有种属的特异性。除了16sRNA之外，还有5sRNA和23sRNA。因为5s基因相对于16sRNA而言，长度较短，有分类学意义的位点比较少(可变的区域比较少，无法体现种类之间的差异)，所以不采用。而23s的基因太长了，有足够的信息位点但是不适合快速地测序。所以16s基因被认为是最适合系统分类的基因。 16s基因序列可分为8处高度保守的区域区和9处可变区，两种区域的存在为鉴定提供了便利。保守的序列有助于设计测序引物，而可变序列则用于分析种属关系。通常，0.5%-1%的序列差异是种间分类的阈值。所以对16sRNA基因的测序对于菌种分类有十分重要的意义。 综述中提到了一些关于16s基因的数据库，基因的序列信息对于引物的设计，实验结果的分析比对得出种属关系都非常重要。因为进行微生物系统分类是要通过比对分析的，所以数据库中已知已测序列信息的准确性是非常重要的。辅助核糖体数据库计划提供了623174种细菌和小亚单位rRNA基因的序列，并以(序列)比对和注释的格式呈现，有注释的格式在反常的序列监测上的一大进步。更重要的是，此计划提供的在线工具中，RDP分类工具在短序列的分类中显示了较高的分类效率。而绿色基因计划则提供了注释、嵌合体检验，16s基因全长序列的标准比对格式，还提供了一个为16s芯片设计的工具。而silva计划则提供了细菌，古细菌，真核细胞的小亚基和大亚基rRNA的序列，它采用的是ARB格式，这种格式有利于系统发育树的构造，只需把部分序列或者全基因序列插入到预先建立的系统发育树即可。 但是，因为没有对序列进入的质量监控，公共的序列数据库有一些破碎序列末端和一些错误的条目，因此一些高质量的商业化数据库出现。这些数据库针对的序列的特定的位置，如着眼于前527bp的microseq，5端的RIDOM,他们着眼点不同是因为他们所研究的对象有所侧重。所以我个人认为在研究某一特定菌种实验室中，最好是根据菌特点建立自己的数据库。这样分析起来更方便，更有针对性。 衡量微生物多样性的方法，可分为对其物种的丰富性和物种匀度。物种的丰富性指的是物种种类的多少，匀度则是每种菌的各自的数量。而区分不同物种的分界标准可能会根据实验的目的设置为1%，3%，5%的核酸差异度，所以可能各研究中得出的结论有所不同。这个一个环境的群体多样性可以用α-多样性表示。相对α-多样性有β-多样性，他是针对不同环境中生物的群体结构差异，例如健康人和有疾病的状态下的生物群落的结构。有很多的工具可以供我们使用进行比对。在这里面涉及到了很所比对软件与算法，而对于每个软件算法有他特定的针对性，不同类型序列选择不同的软件算法会有不同的结果。同时这些软件也在不断地修改算法，以求达到最好的效果。 在文章中多次提及到OTU(OperationalTaxonomicUnit)，为可操作的系统单元，是数量分类学方面作为对象的分类单位之总称。这是在用群析的时候，根据相似系数值和由任意标准去归纳整理有可能的，因为也有与传统分类法不一致的情况，所以采用了一个新名词。的确我见过根据碱基构成来建立的系统树与传统的有差异。 要对16s进行分析，最重要的是要能快速地准确地对16s序列进行分析。 常见的有sanger测序的方法。这也是过去常见的方法，因为16s存在保守的序列，利用保守因为对其进行扩增，然后转入载体后，对插入的序列进行测序即可得到。 还有16s芯片法，这不用真正地去将每一个碱基测出，只是通过与探针的结合与否，确定这菌群中是否有特定的基因序列。有一种Affymetrix商用的PhyloChip,芯片上有500000种探针，可以检测出8500种不同的细菌群体。查了一下phylochip的一些介绍，关于机理的详细说明没有找到。我认为他的探针应该就是16s基因可变区域的序列，将一种菌的有多个可变区域的序列制作成探针，若群落中有这种菌在这几个探针位点上