宏转录组学(metatranscriptomics)
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宏转录组学(metatranscriptomics)是研究特定环境中微生物群落基因表达的技术,通过高通量RNA测序,捕捉微生物在特定时空下的活跃基因表达情况,揭示其功能动态。与宏基因组学侧重基因组成不同,宏转录组学聚焦基因表达,反映微生物对环境变化的实时响应,如污染物降解、宿主互作等,为生态、医学、农业等领域提供关键功能信息。 宏转录组学的优势在于直接反映微生物活性,避免“沉默基因”干扰,通过多组学联合分析,可深入解析微生物群落结构与功能关系,助力精准农业、疾病诊断、环境修复等应用,是理解复杂微生物系统功能的核心工具。
宏转录组学(metatranscriptomics)
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技术流程
1.DNA提取与建库:从样本中提取微生物的总DNA,并构建测序文库。
2.高通量测序:使用高通量测序技术对扩增后的DNA进行测序,得到原始序列数据。
3.数据清洗和组装:对原始数据进行质量控制、去除低质量序列和冗余序列,将序列拼接成较长的连续序列(contigs)。
4.基因注释:将contigs中的基因进行注释,得到基因功能信息。
5.数据分析:了解微生物多样性、群落结构、功能特征等信息。
6.MAGs binning,进化动态等进一步分析:对组装得到的基因组进行分箱,得到宏基因组组装基因组(MAGs),并进行进化动态等分析。
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文献信息:Peng Jingjing1,*, Zhou Xi1, Rensing Christopher, Liesack Werner, Zhu Yongguan*. Soil microbial ecology through the lens of metatranscriptomics. Soil Ecology Letters, 2024, 6(3): 230217. https://doi.org/10.1007/s42832-023-0217-z
宏转录组学在解释土壤环境中功能基因的动态表达方面发挥关键作用,为微生物群落内复杂的代谢活动提供了见解。然而,由于土壤中存在着抑制化合物、RNA本身含量低和样品异质性,使得从土壤样品中富集mRNA是一个艰巨的挑战;土壤宏转录组学揭示了参与植物与根际微生物之间实时分子对话的基因表达水平,揭示了养分交换、共生相互作用和植物-微生物交流的动态变化。此外,宏转录组学也阐明了土壤耐药基因组的活性表达,解析了人为活动下的耐药性传播机制。宏转录组学为RNA病毒的鉴定、定量和进化史提供了重要支持。
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