宏基因组研究怎么做，联川教你| 微生物专题

欢迎回来，如果你一直在关注微生态，那么一定也了解微生物的研究发展，很幸运我们能够跨越启蒙，直面 「日新月异 」的认知颠覆。

从列文虎克观察到一群微小生物正在漂亮的移动，到整齐的碱基序列排布，承载了几代人的心血和积累。

而现在，公认的不仅仅是微生物普遍存在，而且微生物可能涉及人体稳态。

据不完全统计，最新的国自然基金公布的项目中，以微生物为关键词，2019年380项，总共21570万元；肠道菌群更是达1098项，49576万元。不难发现，微生物的研究已经全面铺开。

总概述

微生物组的研究方法基本概括参考下图。不同的组学都有不同的研究侧重面。一般来说，多方法结合的研究，会使结果更加可信，文章层次也会更上一层楼。小编也根据最新的研究结果，总结了几条思路供大家参考。

微生物组研究思路梳理

【1】我的领域已经有报道了，我还能发什么样的文章

当然可以，还可以发的很高。只要研究方法有创新，研究的维度更多元，就可以发甚至比第一篇报道的文章影响因子还要高。比如下面的例子：

肠道研究已是一个非常常见的人体微生物研究对象，伴随着人类第二基因组计划，目前已积累海量数据用于探究人类生理病理与微生物之间的关系，同时包括共生、定植与免疫。各种过程都可能与肠道微生物联系起来，但是肠道菌群的标准一直是没有达成共识的。现代的多孔板培养配合流式细胞仪能够实现精确培养与筛选阳性菌，扩大培养后在结合测序具有更高的可信度。今年2月在肖亮、贾慧珏、李俊华团队在NBT上发表的肠道（培养）微生物数据库（CGR），通过分离培养的方法进一步解密肠道微生物群落，具有更高的参考意义。

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但是绝大多数情况下，由于微生物生存的环境复杂，无法实现大规模培养，因此针对于环境DNA/RNA的规模测序（扩增子测序、宏基因组、宏转录组）仍能够大力推进微生物组学的研究进展。那么，不同的样品处理方式、不同的测序平台，是否会对微生物多样性结果造成影响。探究不同部位微生物的黑箱，一直是人类探索未知世界的诉求，希望获得答案的事情。比如我们来看胎盘微生物已有报道了以后，应该怎么设计实验再发文章：

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一直以来，大家都认为胎盘是一个无菌环境保证婴儿能够顺利发育，直到14年规模测序报道发现了一系列高丰度的微生物，剧情没完，19年8月在Nature主刊的研究结果反转了前期结论，认为胎盘在正常情况下是无菌的。

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相比而言，两者虽然研究目的是相同的，但是结论大相径庭。细看两篇文章收集的样本部位方式是不同的，自然主刊上的文章（19年8月）在测序时设置了阳性对照，同时考虑了不同的测序方法、测序平台对研究结果可能造成的影响，显得更为稳妥，值得借鉴（什么？没有阳性结果也可以发Nature主刊！|人类胎盘无菌|微生物组）

相较于扩增子测序，宏基因组能够获得更多的序列信息，且对样本要求并不高而受到老师的青睐。结合两者分析，不仅能够对微生物多样性进行相互验证，同时能够解析微生物在过程中发挥的功能，是一种文章提高档次的好方法。

【2】我的研究对象确定是有菌环境。我可以做什么研究？

除了有无，我们也好奇不同的过程，微生物是否仅仅只是看客。现阶段达成共识是，微生物与人类的关系不仅仅只是与人体相安无事的共存，而是在多个层面与人体获得进行交互，也就是说在不同的研究领域，涉及人体过程的，都应该加入微生物这一因素影响进行讨论，可能会有极大的研究意义。

比如已有报道显示，妊娠过程高胆固醇血症、高甘油三脂等代谢疾病与胆汁酸代谢有关，但是这些是否与肠道菌群的丰度变化存在联系却不清楚。Williamson团队通过患者粪便样本宏基因组代谢联合分析，并在通过饲喂膳食补充剂在小鼠模型上验证得到发挥关键功能的肠道菌群，推导高胆汁血症可能的发病原因。

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这样子的研究思路就会有很多了，根据研究因子可以分为：（1）不同的处理，包括饮食、喂药以及疾病发展的时期（2）不同的研究部位，常见的如肠道、口腔或者阴道，组合起来会有非常多值得研究的点，叠加扩增子测序、宏基因组、宏转录组或是代谢组学中的一种或几种，可以冲击高分。

【3】我是做感染的，有没有好的研究思路？

很多情况下，感染的原因并十分清楚。常规的治疗大多基于经验判断，但也伴随着极大的潜在威胁——过度治疗所带来的「抗生素困境」或是「自损一万的久治不愈」。因此，逐渐积累起来的经验构成法则。从科赫法则单菌分离（证明肠道菌群与疾病的因果关系，你需要遵守“科赫法则”| 微生物专题），到序列相似性的判断。人类正在构建感染蓝图。

常规的临床检测基于可培养，通过生化表型测试MALDI、生物特异性标志物抗体检测ELISA 或使用特异引物通过单一或多重PCR进行检测，获得已知的病原病原微生物感染。但是，受到培养条件及探针选择的限制。

2019年第29届欧洲微生物与感染病学大会（ECCMID）上，复旦大学附属中山医院的胡必杰团队参会所作报告就是一个很好的例子，mNGS在临床检测中，较传统的方法来看具有更高的病原体鉴定灵敏度，受抗生素的影响较小，具有检测传染疾病的潜力及临床意义。

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可能对于上述的研究需要样本的积累和经费的投入，相对小的研究怎么开展呢？新病原菌的分离培养全基因组测序、或者是不同致病菌分株的重测序及关键酶、抗性基因研究依旧是一个热门。如果抗击疫情的第一线，具有深远意义的研究意义，可以发Scinence；如果运气和实力共存能够发现一个未知的病原微生物，那是可以冲刺新英格兰医学期刊的。

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小结

宏基因组随之组学的推进，正已开枝散叶。越来越多的报道正在揭示，微生物与人类稳态息息相关。不仅仅是攻防的免疫对抗，而且参与慢性疾病、癌症过程。微生物是一处资源，不单单在于食品发酵和工程菌的开发，更在于人类对于自身的认识及精准调节之道，不可小觑。

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