我们使用cookie改善您的浏览体验并提供有意义的内容。请阅读我们的cookie协议
收藏我们 在线订购

新冠病毒研究解决方案

产品选择指南

技术服务信息

机构用户解决方案

当前位置:首页 > 病原微生物NGS解决方案 > 病原微生物检测

 
 
病原微生物NGS解决方案来了,您准备好项目了吗?
 
人类与感染性疾病的战斗持续了几千年。但自17世纪列文虎克第一次用显微镜观察到微生物后,人类才逐渐认知到了感染性疾病是由病原微生物导致,逐步开启了病原微生物的研究。
主要的研究方法包括经典的培养鉴定法、实时荧光定量PCR法、NGS分析、质谱分析等多种方法。其中NGS由于可直接从宿主中快速而正确地检测鉴别病原体的全基因组序列,以及通量高、数据库全等特点,逐渐成为微生物研究领域的重要方法,并为后续实现对感染性疾病精准诊断、治疗及预防提供技术保障。
NGS在病原微生物研究中的主要应用包括:
(1) 确定病原体全基因组序列,动态监控病原体的基因组变异;
(2) 特殊病原体(少见、未知、混合感染)的快速鉴定;
(3) 病原体的耐药情况、毒力因子、以及与宿主的相互作用等的研究。
但是,科研人员往往面临病原微生物核酸含量低、宿主核酸污染、实验流程复杂等问题,
Takara病原微生物NGS文库构建解决方案,能又快又好地帮您完成以下领域的分析。
 
1. 病原微生物检测
 
宏基因组学(Metagenomics)解决方案
宏基因组学是研究环境或人体等样本中所有以DNA为基因组的微生物遗传物质的技术,它的发展开启了病原微生物研究的新时代。这种技术不依赖微生物分离培养,可直接对临床样本中的核酸进行检测,分析微生物群落、以及微生物与宿主之间的相互关系。
 
ThruPLEX DNA-Seq Kit,实现对微量样品的可靠宏基因组分析
在某些情况下,以非常少量的临床样本作为研究对象进行宏基因组分析是难免的,这类样本包括临床拭子、体液、少量组织等。ThruPLEX DNA-Seq Kit支持50 pg-50 ng DNA起始,单管操作、手动15 min、总共两小时,过程中无需转管与纯化,轻松应对宏基因组建库难题!
 
【文献案例】
皮肤是人体最大的器官,“网罗”了各种各样的微生物。多年来,虽然科研人员对涉及皮肤内稳态的微生物群落研究有了一些进展,但对皮炎与微生态失衡之间是否关联知之甚少。近来,瑞典卡罗林斯卡医学院的Dr. Nanna Fyhrquist团队在Nature Communications杂志上发表了题为Microbe-host interplay in atopic dermatitis and psoriasis的文章,采用宏基因组学结合16s rRNA测序、宿主转录组测序分析技术,探讨过敏性皮炎、银屑病及健康人皮肤表面微生物群落特征,并与宿主皮肤转录组数据进行关联分析。
结果显示,过敏性皮炎与银屑病皮肤样品具有各自特有的微生物群落特征,并都与健康人样本的数据存在差异。其中,过敏性皮炎样本的优势菌为Staphylococcus aureus,与皮肤屏障功能、色氨酸代谢及免疫激活等宿主转录组数据有相关性;银屑病样本显示出共生的微生物群落结构,并与宿主疾病相关基因的表达存在弱相关性。
本案例,作者使用皮肤拭子采集皮肤微生物样本,采用ThruPLEX DNA-Seq Kit完成宏基因组文库构建,起始DNA量为50-300 pg,非常微量!该试剂盒具有操作简便,所构建文库覆盖度均一、多样性好、duplicates比例低等特点,助力Dr. Nanna团队获得了可靠的宏基因组数据,为后续皮肤炎症biomarker的发现及靶向治疗提供了数据支持!
 
宏转录组学(Metatranscriptomics)解决方案
自然界并不是所有的微生物都以DNA作为遗传物质,还存在一些以RNA作为遗传物质的病毒。要想分析临床或环境样本中这类微生物的组成及基因组信息,就必须采用宏转录组技术。宏转录组学兴起于宏基因组学之后,从RNA水平研究复杂病原微生物群落变化,在进行物种鉴定的同时,还可以关注各微生物的功能和功能间的相互作用所带来的的调控机制。
 
SMARTer Stranded Total RNA-Seq Kit v2 - Pico Input Mammalian ,助您突破低起始量微生物样本的宏转录组项目研发瓶颈
 
在使用鼻拭子、咽拭子、肺泡灌洗液等临床样本进行病原微生物NGS分析时,往往会遇到样本含量少、样本背景复杂、宿主核酸干扰大、建库过程PCR扩增不均一等问题,给正确分析病毒基因组信息造成困难。SMARTer Stranded Total RNA-Seq Kit v2 - Pico Input Mammalian能够应对这一挑战。它专为低质量样本设计,无需进行rRNA前处理操作,可直接以250 pg-10 ng 的total RNA起始,6小时内即可制备高质量的illumina文库,已被大量用于RNA病原微生物的检测分析!
 
SMARTer Stranded Total RNA-Seq Kit v2 - Pico Input Mammalian
【产品特色】
微量RNA起始 250 pg-10 ng 人、大/小鼠 Total RNA起始
无需担心RNA降解 兼容不同品质的RNA (RIN2-10或DV200>25%)LCM、FFPE来源的样本以及cfRNA等
操作简便时间短 不需要前处理rRNA, 6小时内完成illumina文库构建
非编码与编码同时分析 随机引物起始,捕获全转录组信息
信息可靠 保留链特异性信息
 
Tip:DV200是一种评价RNA质量的指标,即长度超过200 nt 的RNA 片段在所有RNA 序列中的比例
 
【流程概要】
 
【文献案例】
复旦大学张永振教授团队通过测序分析了新冠病毒基因组序列,该病毒基因组来自一名41岁的男性患者,相关成果发表在Nature杂志题为A new coronavirus associated with human respiratory disease in China的文章中。本研究对200 μL肺泡灌洗液(BALF)样本提取总RNA,使用Illumina MiniSeq(PE 150)进行深度宏转录组测序,确定了该病毒的基因组。同时进行系统进化分析,发现与一组来自于中国蝙蝠SARS样冠状病毒基因组相似度达到89.1%。作者使用了SMARTer Stranded Total RNA-Seq Kit v2- Pico Input Mammalian制备宏转录组文库,通过核心的ZapR v2、Rprobes v2技术在建库过程中去除了人源rRNA!
 
【应用文献】
Pettersson JH, et al. Meta-transcriptomic identification of hepatitis B virus in cerebrospinal fluid in patients with central nervous system disease.[J]. Diagnostic microbiology and infectious disease, 2019,95(4).
研究人员采用宏转录组技术研究中枢神经系统综合征患者脑脊液中的HBV病毒。使用了SMARTer Stranded Total RNA-Seq Kit v2 - Pico Input Mammalian构建宏转录组文库(所用的样本为150 μl脑脊液,total RNA浓度为50-200 pg/μl)。
 
2. 病原微生物感染机制的研究
 
SMART-Seq Single Cell Kit 助力在单细胞水平研究宿主-病原体之间的相互作用关系!
病毒等病原体入侵人体后,会与宿主细胞表面特异性受体分子结合进入宿主细胞,并在细胞中完成生命周期。这一过程,会对宿主细胞基因的表达、调控产生影响。
单细胞水平的研究分析可以帮助科研人员了解在感染病毒时和治疗后的宿主基因表达水平的变化,从而帮助研发合适的治疗方法。Takara的SMART-Seq Single Cell Kit可获得全长转录本信息,进行细胞类型识别,并可用于亚型变化、SNPs或剪接变异研究,这都将有助于更好地了解感染和治疗的反应。
 
· 1-10个细胞或低至2 pg RNA起始,进行可靠的全长cDNA制备,优于许多现有的单细胞全长cDNA合成方法,例如SMART-Seq2!
· 操作简便,单管完成cDNA制备,避免稀少珍贵的病毒样本损失!
· 基于SMART技术,文库具有出色的转录本覆盖度、基因检出数!
 
3. 宿主免疫反应的研究
在成熟的B细胞与T细胞表面存在抗原识别受体蛋白,分别可称为BCR与TCR。在机体中,为识别各种入侵的抗原及激活免疫反应,BCR与TCR表现出极高的多样性,这种多样性主要体现在V(D)J可变区的重排,及克隆型的构成。
因此,想要了解感染病毒时和治疗后宿主的免疫系统发生了什么变化,以下问题需要解答:B细胞或T细胞存在哪些克隆型?克隆型数量变化了吗?感染后对这些克隆类型的多样性有什么影响?在进行治疗时,克隆型多样性是如何变化的?
这些变化,都可以通过NGS技术来进行分析。
SMARTer Human BCR IgG IgM H/K/L Profiling KitSMARTer Human TCR a/b Profiling Kit都基于5’RACE技术,分别可以快速正确构建BCR、TCR文库用于测序,帮助科研人员正确地进行研究和检测病毒感染的机体免疫反应。
 
SMARTer Human BCR IgG IgM H/K/L Profiling Kit
· 可从外周血单核细胞(PBMC)纯化的10 ng-1μg的总RNA或从B细胞纯化的1-100 ng的总RNA起始,正确扩增并通过测序鉴别人IgG亚类
· 添加UMI,可校正来自PCR错误、重复序列以及序列错误的读取
· 可以灵敏、特异地检测克隆型
 
SMARTer Human TCR a/b Profiling Kit
· 可以10 ng-3 μg 外周血RNA或50-10,000个纯化T细胞起始,获得TCR mRNA转录本可变区全长序列
· 可同时或单独分析TCR 2个亚基的多样性
· 灵敏度高,即使是测序深度很低的情况下也可检测低丰度TCR序列
 
 
如果您对解决方案感兴趣,请与我们联系:service@takarabiomed.com.cn