微生物組學？微生物組學技術包括全長16S分析流程、宏基因組測序等，組裝和去除宿主DNA是為了更好地研究和分析非宿主微生物的基因組信息。組裝后進行序列比對計算時間更少，可以重建基因組，目前二代測序的序列讀長比較短。去除宿主DNA是為了更好地研究和分析非宿主微生物的基因組信息，從而深入了解微生物的功能和相互作用。那么，微生物組學？一起來了解一下吧。
在探討微生物組學之前，我們先來理解一下“組”和“組學”的概念。所謂“組”是指生物學領域內某一類研究對象的總稱，而“組學”則代表了對這類對象進行全面系統(tǒng)研究的學科。由此可知，微生物組學是對某一特定環(huán)境中所有微生物的系統(tǒng)性研究，以及它們之間的相互作用。具體而言，微生物組學研究的是某一特定環(huán)境（例如人體內部）中所有微生物的集合，包括它們的DNA序列等遺傳信息。
以人體為例，人體內部的微生物集合體被稱為人體微生物組。人體微生物組不僅包括了各種細菌、病毒和真菌，還涵蓋了它們的遺傳信息。通過研究這些微生物及其遺傳信息，科學家們可以揭示微生物與人體健康和疾病之間的關系。微生物組學研究不僅可以幫助我們理解人體微生物群的多樣性和組成，還可以揭示微生物之間的相互作用以及它們如何影響人體健康。
微生物組學的重要性還在于它能夠幫助我們理解微生物群落的生態(tài)學特征，包括微生物之間的相互作用、微生物與宿主之間的關系以及微生物群落的動態(tài)變化。這些研究對于理解微生物如何影響人體健康和疾病具有重要意義。微生物組學的研究還能夠為開發(fā)新的治療方法和預防策略提供科學依據(jù)。
研究微生物組學的方法通常包括微生物培養(yǎng)、分子生物學技術、生物信息學分析等。
揭示生命的新維度：微生物組，個體還是生態(tài)系統(tǒng)？
當談論微生物組，我們首先要理解“組”與“組學”的核心概念。在生物學的廣闊領域中，"組"不僅是一個研究對象的集合，更是深入剖析其內部結構和相互關系的基石。而"組學"，則是這種深入研究的科學方法論，它揭示的是復雜系統(tǒng)中的微觀世界。
微生物組，顧名思義，就是對特定環(huán)境中所有微生物的綜合研究，這個環(huán)境可以是人體內的微觀世界。它不僅僅關注單一微生物，而是涵蓋了它們的DNA序列，遺傳信息，以及這些微小生命體之間微妙的互動網絡。換句話說，微生物組就是我們體內那個看不見的、卻對生命活動至關重要的生態(tài)系統(tǒng)。
讓我們回到歷史的長河中，19世紀，科學家們提出了一個看似荒謬但后來被證明具有革命性的理論——疾病并非源于不良衛(wèi)生和惡臭氣體，而是由肉眼無法察覺的微生物引發(fā)。那些先驅者們，通過創(chuàng)新的無菌培養(yǎng)技術、顯微鏡的改進，一步步驗證了這一“微小病原論”。如今，21世紀的生物學家又提出了一個看似異想天開的理論：人類并非獨立實體，而是依賴于億萬個微生物構成的生態(tài)系統(tǒng)。新一代的研究者們，通過創(chuàng)新的采樣策略、基因測序技術和數(shù)據(jù)分析，正在逐步證明這個“微生物組學生命觀”的可能性。
微生物組學是指研究動植物體上共生或病理的微生物生態(tài)群體。微生物組包括細菌、古菌、原生動物、真菌和病毒。研究表明其在宿主的免疫、代謝和激素等方面非常重要。
圖中展示了微生物組在人類生活的方方面面(圖片鏈接見文末)
常見的英文詞匯有microbiota, metagenome, microbiome這三個。想要成為專業(yè)人士，先讀讀 《Microbiota, metagenome, microbiome傻傻分不清》 。
人體表微生物組(圖片原始鏈接見文末)
人體內有兩個基因組，一個是從父母那里遺傳來的人基因組，編碼大約2.5萬個基因；另一個則是出生以后才進入人體、特別是腸道內的多達1000多種的共生微生物，其遺傳信息的總和叫“微生物組”，也可稱為“宏/元基因組”，它們所編碼的基因有100萬個以上。兩個基因組相互協(xié)調、和諧一致，保證了人體的健康。因此，在研究基因與人體健康關系時，一定不能忽略共生微生物基因的研究。
科普中國：人類微生物組計劃，6分鐘帶你讀懂微生物組
微信中引用視頻清楚度不高，復制下方鏈接在網頁中打開可看高清版
https://v.qq.com/x/page/r0554hp5slv.html
人體腸道內上千種微生物組是人體微生物組的主體。
微生物宏基因組學是一種研究微生物群落的基因組總和的技術。這項技術不僅能夠同時分析多種微生物，包括那些難以培養(yǎng)的微生物，還能夠提供關于微生物多樣性、功能和進化等詳細信息。更重要的是，它有助于識別與特定疾病相關的微生物。然而，這種方法也存在一些挑戰(zhàn)。首先，由于需要處理大量的數(shù)據(jù)，因此在數(shù)據(jù)分析方面面臨著較大的困難。其次，進行這項研究需要大量的計算資源支持。此外，測序過程中可能會出現(xiàn)錯誤，而這些錯誤在注釋過程中也難以完全避免。這可能會導致研究結果的準確性受到影響。
微生物宏基因組學的優(yōu)勢在于其廣泛的應用范圍。通過這種方法，科學家們可以全面了解微生物群落的構成和功能，這對于揭示微生物與人類健康之間的關系至關重要。例如，通過分析人體腸道中的微生物群落，研究人員可以探索這些微生物如何影響人體的免疫系統(tǒng)和代謝過程。同時，這種方法也為研究人員提供了一種新的工具，用于識別與特定疾病相關的關鍵微生物。
盡管微生物宏基因組學具有許多優(yōu)勢，但其缺點也不容忽視。首先，由于數(shù)據(jù)量龐大，分析過程變得復雜且耗時。處理這些數(shù)據(jù)需要強大的計算能力和高效的數(shù)據(jù)分析算法。其次，測序錯誤和注釋錯誤可能會影響研究結果的準確性。因此，在進行微生物宏基因組學研究時，確保數(shù)據(jù)的質量和準確性至關重要。
微生物組學研究人體表面及與外界相通的腔道內的微生物群落，數(shù)量與基因數(shù)遠超人體細胞，對維持人體內平衡、參與重要生理反應起關鍵作用。微生物群落失衡可能引發(fā)疾病，而人體微生物組及其基因組是人體不可或缺的組成部分。隨著分子生物學技術的快速發(fā)展，人體微生物組在健康與疾病中的角色日益突出，16S rRNA、宏基因組、宏轉錄組等組學技術在微生物多樣性研究中發(fā)揮重要作用。
16S rRNA位于原核細胞核糖體小亞基上，長度約為1542bp，包含9個可變區(qū)和10個保守區(qū)。保守區(qū)在細菌間差異不大，高變區(qū)具有屬或種的特異性，隨親緣關系不同而有一定差異。因此，16S rRNA可以作為揭示生物物種特征的核酸序列，被認為是細菌系統(tǒng)發(fā)育和分類鑒定的指標。16S rRNA擴增子測序通常選擇某個或某幾個高變區(qū)，利用保守區(qū)設計通用引物進行PCR擴增，然后對高變區(qū)進行測序分析和菌種鑒定。
OTU（Operational Taxonomic Units）是系統(tǒng)發(fā)生學和群體遺傳學研究中的分類單元標志，通常以97%相似性閾值劃分序列。每個OTU被視為一個微生物物種，一般來說97%相似度聚類為一個OTU，每個OTU對應一個種/屬。樣品中的微生物多樣性和不同微生物的豐度都是基于對OTU的分析。
以上就是微生物組學的全部內容，培養(yǎng)不同。微生物培養(yǎng)組學是一種新興的微生物學研究方法，其基本思想是通過培養(yǎng)不同的微生物菌株，利用高通量分析技術對其進行分析，從而探究微生物菌株之間的差異和相似性，以及在不同環(huán)境下的生物學特性，而傳統(tǒng)微生物培養(yǎng)所培養(yǎng)的微生物是病菌、細菌、放線菌、真菌等，屬于生物培養(yǎng)的一種。內容來源于互聯(lián)網，信息真?zhèn)涡枳孕斜鎰e。如有侵權請聯(lián)系刪除。
