《宏基因组文库构建》PPT课件
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宏基因组文库构建宏基因组文库构建分子微生物生态学的研究业已证明环境中大量存在未能培养的微生物,某些环境中采用现有培养技术能够培养的微生物不到1%,超过99%的微生物尚未能培养(1),可见基于微生物分离培养的技术途径开发利用微生物资源受到了极大的限制。
为了突破上述限制,充分挖掘和利用微生物的多样性基因资源,人们在寻找新技术方法上倾注了极大的热情。
“宏基因组(Metagenome)”是由Handelsman等1998年提出的新名词,其定义为“the genomes of the total microbiota found in nature”,即生境中全部微小生物遗传物质的总和,目前主要指环境样品中的细菌和真菌的基因组总和(2 )。
宏基因组文库既包含了可培养的又包含了未能培养的微生物基因,避开了微生物分离培养的问题,极大地扩展了微生物资源的利用空间。
目前已采用土壤、海水、海洋浮游生物、海棉、甲虫、人唾液等环境样品成功构建了宏基因组文库,已筛选到的生物活性物质有各种酶类及一些次生代谢产物,包括脂酶/酯酶、蛋白酶、淀粉酶、氧化酶、几丁质酶、核酸酶、膜蛋白、4-羟基丁酸代谢酶系、生物素合成酶系、色素、抗菌抗肿瘤活性物质及抗生素抗性基因等(3、4、5)。
一、实验原理1、基本原理从环境样品中直接提取总DNA,经纯化后部分酶切,然后把这些DNA片段连接到载体上,转化替代宿主细胞,形成一个重组DNA文库即宏基因组文库。
获得的克隆子根据宿主细胞获得的新功能进行筛选, 或用相关已知序列设计探针或PCR引物寻找并分离目的基因片段,加上表达调控元件后使目的基因表达,从而获得产物。
2、载体促使宏基因或基因簇在重组克隆子中表达或提高表达量,载体起着重要作用。
载体的选择主要是针对有利于感兴趣的目标产物基因的表达、目标基因的扩增及在筛选细胞毒类物质时表达量的调控等。
1)大片段插入载体由于很多微生物活性物质是其次生代谢产物,代谢途径由多基因簇调控,尽量插入大片段DNA以获得完整的代谢途径多基因簇是很有必要的。
宏基因组学的PPT宏基因组学是通过收集宿主的粪便里的微生物、以及培养皿中的微生物,利用专业的宏基因组技术进行分析。
它能够获得宏基因组信息和相关序列,从而为疾病相关症状的诊断和治疗提供依据。
随着人类健康问题愈演愈烈,为了降低成本,并能通过生物技术进行治疗,研究人员开发了宏基因组学技术。
其通过收集环境中存在的特定细菌,来分析它们在土壤、水源或大气中的分布,以了解它们在整个生态系统中所扮演的角色。
宏基因组学(宏测序法)是一种对人体和环境进行科学评价(包括微生物菌群与疾病之间关系)的工具。
它是一种高通量方法来鉴定微生物群落或疾病(包括寄生虫病等),并用于进行疾病和环境健康状态跟踪和诊断。
虽然宏基因组学可以通过分析病原体来诊断疾病——但目前还没有针对特定微生物群落或某一种病原体开展研究。
1.目的宏基因组学通过收集宿主的粪便和排泄物,以及在培养皿或土壤中的特定微生物群落来检测微生物菌群。
它们在宿主的整个生命周期中都是重要的,并且是许多宿主健康相关问题发生和治疗的潜在因素之一。
通过对宿主宏基因组学数据进行统计分析,可以更好地了解宿主微生物多样性与环境健康状况之间的关系;进而有助于了解宿主肠道微生物及其他微生物群落对人体健康所发挥作用;同时也有助于了解特定微生物群落与其健康状况之间的关系。
此外,还可以通过研究宿主体内微生物种群之间互相作用机制,从而更好地理解宿主微生物群落结构及疾病发生背后原因。
这为人类健康提供了新的见解。
在环境方面,宏基因组学可以从宿主微生物群落中发现与生态系统结构相关、通过检测宿主体内微生物群落来揭示生命现象本质和机制;还可以通过感染或死亡微生物群落以及与宿主相互交互作用规律来揭示微生物群落与疾病发生之间关系:同时宏基因组学还可以为相关研究人员提供研究资源、为治疗提供科学依据。
此外,宏基因组学还能为环境健康状态跟踪和诊断提供参考——为了解环境健康状态和健康风险提供科学依据。
2.方法原理在了解宿主肠道中的微生物群落的组成之后,宏基因组学可以分析宿主的粪便样本。