16sRNA测序技术与高通量测序技术有什么区别?

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创建时间:2018-09-16  13:27:04

最后编辑:2018-09-16  13:27:04

9 个回答

我猜你说的应该是16SrDNA测序

16SrDNA测序不是一种测序技术,只是通过对目标区域DNA测序,对微生物进行种属鉴定的鉴定方法.

16S中的S指的是沉降系数,在微生物中沉降系数为16S的rRNA,它是核糖体上的一个亚基。其对应的rDNA在具有很高的保守型,能够反应物种间的亲缘关系;长度在1.5Kb左右,非常方便测序,所以把16SrDNA作为一种可靠的微生物种属鉴定方式。

当然,后续的测序技术一般也是高通量测序。

高通量测序技术是一种测序技术,16S rRNA基因测序是一种测序策略,类似的策略还有基因组、宏基因组鸟枪法测序,转录组测序,宏转录组测序等,这些测序策略是通过高通量测序技术来实现的。

高通量测序技术的关键创新在于可逆终止PCR和荧光显微拍照的结合。详情如下:

16S rRNA基因也叫16S rDNA,16S rRNA基因测序是指通过PCR将微生物DNA中的16S rDNA扩增出来,由于测序读长限制一般只扩增1-2个区例如V3-V4、V4-V5区,扩增出来后通过高通量测序仪进行测序,从而获得序列信息,优点是成本低,缺点是无法获得功能基因,群落信息有限,目前优秀文章大都是宏基因组鸟枪法测序而不是16S rRNA。

距离上次《生信宝典》联合《宏基因组》组织的扩增子分析线下培训结束己经有三个多月了。为方便广大读者的学习,现在开始陆续分享上次培训的内部资料——理论课程课件。希望对想自学分析的朋友起到一定帮助作用。(2018年版)









举一个简单的例子,学过高中生物的人都知道,孟德尔发现遗传学基本规律是(基因分离定律、基因自由组合定律)以豌豆为材料,传统的数量可以数过来,也发容易发现规律。现代基因组时代,从万亿的数据中挖掘信息,借助当代计算机每秒上十亿次,以及上万亿次的超级计算机。



计算机是模拟人脑进行简单重复劳动的过程。数据存储于硬盘,读入内存用于CPU高速计算,结果再返回硬盘保存。服务器和台式机差不多,只是配置高一点,再就是多。

扩增子却是大数据时代中数据量最小的测序类型,一般配置高一点的笔记本和服务器可以搞定。价格从几千-几百万。研究所几百万,课题组10以内几十万,人少几万,个人初学几千就够用。





举个例子,你有一千份Excel表,主要工作是计算表格每行均值,再按结果降序排列,筛选出前3均值最高的候选。Excel中操作量与时间成正比的,编程批量操作分三个阶段:1. 手动操作几十份找规律;2. 停下工作编写程序并测试;3. 运行程序完成工作。(单位的文员最需要学编程,但他们会编程就叫数据工程师/科学家)





上文来自维基百科,我的翻译。建议阅读原文。下图是Natureprotocols杂志十年专题文章,回顾了这个领域的发展,近似的时间线展示开展相关领域微生物组研究时间。200年开始极端环境、植物、白蚁后肠、人类肠道、海洋、永久冻土、土壤沉积物



每张图代表的是相同的群体,然而不同的方法可以定义此群体可提供的不同信息。- a. 微生物群:采用16SrRNA研究方法鉴定此环境中微生物的种类。- b. 宏基因组:微生物群的基因和基因组,包括质粒、强调群体的遗传学潜能。- c. 微生物组:微生物群的基因和基因组,以及微生物群的产物与宿主环境。



人——HMP,2008年,1.15亿美元,2016年二期5亿刀。Rob Knight领衔的。环境——EMP同时还有环境微生物种JackGilbert领衔的。动物;植物







基于二代测序,可以较容易获得大量数据;蛋白组、代谢组数据获取和分析更复杂,通量也不高;三代成本高。宏病毒组要测DNA+RNA



16S rDNA或16S rRNA基因,我们研究的绝对不是16S rRNA,我们扩增的是DNA






















截止171218日,QIIME9297次;Usearch 5981次;mothur 7869次,密西根大学(Universityof Michigan) 的Dr.Patrick Schloss领衔的团队开发的,其团队还开发有DOTUR(2005年定义OTUs和计算物种丰富度)和SONS(OTUs丰度比较)软件。



定量分析微生物生态;去复杂化、质控、OUT鉴定、物种分类、进化关系重建、多样性分析及可视化;它把这个领域打通了,整理了200多个软件和包,编写了150+脚本,几乎可以做本领域的任何分析。内容太多,学习成本太高,新用户无从选择。





2018年由QIIME2全面接档,由Python3编写。不是升级版,而是全新的分析流程,由1的作者继续开发。格式标准化,新手体验差,适合团队强制标准化分析。



商用版1485$,近1万;学术版885$,5000多。



Usearch,有代表的核心算法。UCHIME和UPARSE,引用6500+,加上usearch 6500,有1.3万次。QIIME和Muthur都推荐使用UPARSE聚类。



一周前才只有2年前usearch8的水平,用着没有usearch10方便;3天前刚更新,功能与usearch10更接近


予人玫瑰,手有余香
还没有人赞赏,快来当第一个赞赏的人吧!

看了5个回答,感觉有点奇怪。

题主的问题不是很明确。16sRNA,一般语境下会指代核糖体的16S RNA。

S表示沉降系数,有回答说得很清楚。编码16S RNA的基因叫16S rDNA。

16S RNA本身极难测,丰度不是特别高,而且还跟核糖体蛋白掺和在一起。所以一般是测对应的DNA,也就是16S rDNA。

而测16S rDNA不一定要用高通量测序,用27F和1492R扩增,然后构建载体,转大肠杆菌,挑克隆测一代,两端都测,中间拼起来,这也是可行的。

当然现在很多人用16S的1-2个高变区的引物扩增,然后上高通量测序,然后利用生物信息学的方法进行分析,这就和

的回答接上了。这个思路不一定要用1-2个高变区,用上述的27F和1492R扩增全长的9个高变区也可以。

以上是关于16sRNA的内容。

高通量测序是一类测序技术的统称,目前一般指的是Illumina、华大智造、ThermoFisher、PacBio、Nanopore等的测序仪,本质上是大规模并行测序。有的测序仪测得长,有的测得短。但是都可以测16S。需要注意,测16S不是必须用高通量测序,一代的Sanger也是可以的。

16S rDNA测序:16S rDNA为原核生物核糖体小亚基rRNA的DNA编码序列,结构稳定,具有9个高可变区和10个保守区。高可变区具有良好的物种特异性,对若干高可变区进行测序,可以在一定分类水平上解析细菌或者古菌的群落结构多样性。

关于16s rDNA测序和高通量测序技术可以问下,他们很专业。

个人理解是16s被包含于高通量测序。高通量测序是一种技术,然后16s是一种专门的方法是用于测细菌,18s测真菌。

高通量测序是个统称吧,就是测具体的碱基对技术。16s是一条片段上具有特异性的基因,所以它能反映出细菌物种。对应的18s是特异的真菌上的片段,也能反映出真菌物种。

高通量测序是二代测序技术方法。 16sRNA测序是给16sRNA的基因测出来。16s rRNA可以用高通量测序技术测

又是检验员小纳发愁的一天。科里给了新课题研究传染病微生物的监测,实时监测不同传染病的疫情变化趋势。他正愁用什么方法展开研究,识别和分析微生物的组成。

在查找相关文献的时候小纳发现,不少人选用16S rRNA测序鉴定细菌并展开微生物多样性研究,他也决定效仿并联系了几家测序公司,不过测序公司又向他推荐宏基组测序、全基因组测序。测序公司的一顿输出,给小纳整的一时很懵逼。

知其然应知其所以然,单就细菌鉴定和研究微生物的多样性而言,16s rRNA测序确实是很好的选择。原因如下几点:

  1. 16s rRNA是核糖体RNA的一部分,参与蛋白质合成,具有高度保守性和变异性;将测序结果与数据库比对,可精确地识别细菌的存在(微生物的种类)。
  2. 利用生物信息学工具,对大量的16S rRNA序列进行处理、聚类和比对,可得出微生物多样性和丰度的信息。
  3. 16s rRNA测序不需要那么多经费,市面上16s rRNA测序价格一般在300元/个样本左右,与其他技术相比(比如全基因组测序)更为经济。

为什么测序公司会推荐宏基组测序或全基因组测序?

为了搞明白这事儿,小纳查了一堆资料:

  • 16s rRNA测序:仅检测样本中16s rRNA这段序列信息。
  • 宏基组测序:是对样本中的所有微生物基因组进行测序。
  • 全基因组测序:需提取纯化的单个生物体的DNA样本。

总体上来说,这几种方法都支持细菌鉴定和微生物多样性研究;宏基组测序和全基因组测序都包含16s rRNA测序的结果,而提供更丰富的信息,因此测序公司会推荐。

也可看出16s rRNA测序是细菌鉴定和微生物多样性研究基础,但具体如何选择测序方案需要根据研究的问题和目标来判断。

相较16s rRNA测序,宏基因组测序提供包括功能基因、代谢途径等信息,能够更全面地了解微生物的功能和生态角色。全基因组测序提供包括所有基因、非编码RNA、重复序列等信息,更适用于了解个体或物种的基因组结构、功能、遗传变异等方面。

如上所述,16s rRNA测序是细菌鉴定和微生物多样性研究最具性价比的助手——在经济成本低的同时能有效地满足需求。

结合自己课题方向和经费,小纳最后选择了【纳全生物】的16s rRNA测序服务。

不过,看到数据报告模板的小纳,又蒙了?OUT分析、Alpha分析这专业词又是什么?


关注【纳全生物】,且待小纳研究一番!下期带你解读16s rRNA测序报告。