美吉生物

    宏基因組學（Metagenomics），也稱元基因組學，利用新一代高通量測序技術（NGS）以特定環境下微生物群體基因組為研究對象，在分析微生物多樣性、種群結構、進化關系的基礎上，可進一步探究微生物群體功能特性、相互協作關系及與環境之間的關系，發掘潛在的生物學意義。與傳統微生物研究方法相比，宏基因組測序技術規避了絕大部分微生物不能培養、痕量菌無法檢測的缺點，因此近年來在環境微生物學研究中得到了廣泛應用。

適用范圍

1. 醫學領域：代謝病、腫瘤癌癥等；

2. 畜牧領域：腸道、瘤胃（如產甲烷菌類群）與動物健康/營養消化研究等；

3. 農業領域：根際微生物與植物互作、農業耕作/施肥處理與土壤微生物群落等；

4. 環境領域：霧霾處理、污水治理、石油降解、酸性礦水處理及海洋環境等；

5. 生物能源：特殊功能的菌株、基因挖掘、工程菌的開發；

6. 特殊極端環境：極端環境條件下的微生物類群研究。

美吉優勢

• 宏基因組云平臺，引領宏基因組數據分析進入交互時代，實現全面、靈活、專業、安全的數據交付和分析方式。 

• 擁有 Illumina HiSeq 2500 和 HiSeq 4000 等多種高通量測序平臺。

• 技術人員經驗豐富，可以根據合作伙伴要求提供宏基因組、多組學實驗方案、解決實驗問題、分析實驗結果。

• 擁有專業的生物信息團隊和大型計算機，可以為合作伙伴提供個性化的生物信息分析服務。

• 美吉生物利用各組學技術為客戶在微生物領域發表文章300+篇，其中宏組學文章10+篇，累計影響因子1000+。

實驗流程

生信分析流程圖

Binning生信分析流程圖

技術參數

1.環境樣本：土壤5-10 g，污泥/沉積物5-10 g，水體-濾膜過濾至有可見覆蓋物，糞便3-5 g，血液10 mL；

2.DNA：總量 ≥ 1 μg，濃度 ≥ 10 ng/μL，OD260/280=1.8-2.0并確保DNA無降解，無污染；

3.送樣管務必標清樣品編號，管口使用Parafilm膜密封；

4.樣品保存期間切忌反復凍融，送樣時使用干冰運輸。

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美吉生物云

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美吉客戶文獻案例一：土壤微生物類群和功能屬性對汞污染的響應一致

汞（Hg）是全世界主要的污染物之一，但是人們對汞污染所引起的生態后果卻知之甚少。華中農業大學劉玉榮課題組等主要聚焦中國兩個典型汞污染區域，對汞污染土壤中的細菌豐度、多樣性和共生網絡進行了評估。同時結合宏基因組分析對土壤中汞含量和微生物功能基因相對豐度之間的關系進行了探究。

實驗設計：

實驗結果：

圖1 土壤汞、甲基汞含量與細菌豐度、多樣性之間的關系。

圖2 土壤汞含量與選定門水平細菌間的線性關系。

圖3（a）隨機森林預測與Hg污染相關的功能基因；（b）土壤總Hg含量與選定的功能基因間的線性關系。

美吉客戶文獻案例二：丁酸梭菌對腹瀉型腸易激綜合征的癥狀和糞便菌群的影響

腸易激綜合癥(Irritable Bowel Syndrome，IBS)是最常見的胃腸道疾病之一，以腹痛或腹部不適為主要癥狀。IBS根據癥狀分為4個亞型，以腹瀉為主的IBS(IBS-D)更為常見。目前IBS的病因和病理生理學尚不清楚。丁酸梭菌(Clostridium butyricum，CB)是一種產丁酸的革蘭氏陽性厭氧菌，存在于人的腸道內，已在臨床應用于多種疾病，如炎癥性腸病(IBD)和抗菌相關腹瀉疾病。

山東大學齊魯醫院李延青課題通過一項多中心、隨機、雙盲、安慰劑對照試驗，以腸道微生物群為基礎，評估CB在IBS-D患者中的功效和安全性以及CB的潛在功能。

實驗設計：

實驗結果：

 圖1 16S測序結果。（a）用CB處理四周后，樣本的sobs指數有增加的趨勢；（b）Heatmap圖展示豐度前30的優勢OTU；（c）通過聚類分析觀察到兩個聚類簇；（d,e）在治療前以及第四周placebo組以及CB組的PCoA分析。

圖2 宏基因組測序結果。（a,b）ANOSIM分析比較placebo組以及CB組在治療前以及第四周的COG功能和KEGG功能，兩者均無顯著性差異；（c,d,e,f）placebo組以及CB組在治療前以及第四周KEGG代謝通路的LEfSe分析；（g,h）placebo組以及CB組在治療前以及第四周的KEGG代謝通路的STAMP分析。通過LEfSe分析以及STAMP分析得到在placebo組以及CB組富集的代謝通路。

圖3 placebo組以及CB組在治療前以及第四周的總體代謝通路圖。治療四周后，兩者的代謝通路發生變化。

參考文獻：

[1]LiuYR,Delgado-BaquerizoM,LiB,etal.  Consistent responses of soil microbial taxonomic and functional attributes to mercury pollution across China[J]. Microbiome, 2018, 6:183.

[2]Sun Y Y , Li M , Li Y Y , et al. The effect of Clostridium butyricum on symptoms and fecal microbiota in diarrhea-dominant irritable bowel syndrome: a randomized, double-blind, placebo-controlled trial[J]. Scientific Reports, 2018, 8(1):2964.