宏转录组揭示微环境群落优势物种及表达图谱

宏转录组是什么？ 

定义：从整体水平研究某一特定环境或宿主内微生物群落全部基因组转录情况以及调控规律的转录组学。

研究对象：全部RNA，微生物主要针对细菌(Bacteria)、真菌(Fungi)、古菌(Archaea)和病毒(Viruses)等。

解决生物学问题：

• 从转录水平鉴定复杂微生物群落，研究群落特征

• 鉴定目标病原体

• 挖掘优势物种、活性微生物及功能

• 筛选核心基因，探索基因功能与代谢途径

组学比较:

宏转录组做什么？ 

通过宏转录组测序，我们能获得哪些信息，这些信息如何应用，或者应该进行哪方面的思路探究呢?诺禾致源结合市场需求，更新了系列分析点，从物种丰度、基因表达差异以及功能层面多角度解析微环境、微生态中真正发挥活性的物种及其作用。

图1 宏转录组研究内容

宏转录组怎样做？ 

文献一

探索人体免疫系统对COVID-19感染的反应^[1]

测序手段: 宏转录组测序

研究结果:

1）BALF细胞宏转录组结果表明COVID-19患者存在强大的天然免疫应答

2）COVID-19患者促炎基因表达增强，表现为趋化因子显性的高细胞因子血症

3）ISGs在COVID-19患者中高表达，与炎症相关的基因表达过多，具有免疫致病潜力

文献二探索小儿HCT后与临床相关的微生物和基因特征^[2]

测序手段: 宏转录组测序

研究结果:

HCT前儿童BALF的宏转录组测序确定了病毒感染和共生菌缺失的不同微生物组模式，这些模式与先天性和适应性免疫激活以及对细胞损伤的反应有关。具有这些特征的患儿HCT后肺损伤和致命性肺损伤显著增加。优化HCT前肺部微生物群和减轻肺部炎症的策略可能会提高儿童HCT的安全性。

文献三多组学分析揭示绵羊羊羔定植肠道微生物^[3]

测序手段: 宏转录组测序+代谢+宏基因组

研究结果:

该研究用绵羊胎儿作为动物模型首次证实反刍动物在出生前肠道中已定植活性微生物组，为胎儿肠道微生物定植始于子宫提供了依据。对于通过调控早期宿主-微生物互作来促进动物生长发育和机体健康具有重要的理论意义，对于幼龄动物的早期培育有重大的价值。

图11 盲肠内容物宏基因组、宏转录组和代谢组共享许多KEGG途径

文献四无烟烟草宏基因组和宏转录组的探索^[4]

研究背景:无烟烟草中发现的微生物有致癌作用，并促进内毒素和某些促炎成分的合成。

测序手段: 宏转录组测序+16S+宏基因组

研究结果:

1. COG 分析表明在宏基因组和宏转录组之间的分类学丰度方面存在差异(门级);

• 细菌：宏转录组80.7％，宏基因组中占99.2％

• 真菌：宏转录组0.16％ ，宏基因组中占0.03％

• 病毒：宏转录组18.8％，宏基因组中占0.26％——宏转录组鉴定出了大量RNA病毒，Virgaviridae（烟草花叶病毒）

2. 宏转录组测序结果发现植物病毒 RNA 的存在； 

3. 没有活菌能将硝酸盐代谢为亚硝酸盐。

图 12 物种丰度和聚类图

宏转录组送样标准是？ 

诺禾致源采用Novaseq PE150的测序策略，推荐数据量5 G/10 G。

RNA总量	核酸浓度	RIN
≧1ug	≧65ng/ul	≧4

项目经验：

物种：人、小鼠、鸡、油茶、羊、牛、中华鳖、昆虫（蚊子、蜱虫、珊瑚虫、蜘蛛）、鱼、虾、锥蝽、海绵、地衣、水稻、丹参等数十种。

样本类型：肠道内容物、粪便、体液、组织、细胞、发酵物（茶叶、大酱）、环境类（水体、土壤、沉积物、淤泥）、滤膜、拭子、菌液、病毒核酸等。

好啦长话短说，小编为各位客户简单分享了关于宏转录组的技术与思路，想要进一步了解的老师可以发送相关信息至邮箱：[e-mail]，或者联系驻地销售哟～

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参考文献

[1] Zhou Z, Ren L, Zhang L, et al. Heightened innate immune responses in the respiratory tract of COVID-19 patients. Cell Host & Microbe. 2020, doi:10.1016/j.chom.2020.04.017. 

[2] Zinter MS, Lindemans CA, Versluys BA, et al. The pulmonary metatranscriptome prior to pediatric HCT identifies post-HCT lung injury[J]. Blood. 2021, 137, 1679.

[3] Bi Y, Tu Y, Zhang N, et al. Multiomics analysis reveals the presence of a microbiome in the gut of fetal lambs[J]. Gut 2021, 0:1–12. doi:10.1136/gutjnl-2020-320951.

[4] Tyx R E, Rivera A J, Keong L M, et al. An exploration of smokeless tobacco product nucleic acids: a combined metagenome and metatranscriptome analysis[J]. Applied Microbiology and Biotechnology, 2020, 104(4). doi:10.1007/s00253-019-10232-3.

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RNA研究部  于怡琳 | 文案

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