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微生物的单细胞基因组测序法

美国能源部(DOE)联合基因组研究所(JGI))和比奇洛(Bigelow)海洋科学实验室的科学家通过一种新型的单细胞基因组测序法获得了高质量、无污染的未纯培养微生物的基因组草图。这项研究423发表在《PLoS One》杂志上,当研究者在只有少量DNA的情况下,提供了一种获取基因组信息的新方法。

目前,大多数微生物基因组测得的序列来自实验室培养,而地球上99.9 % 的微生物生存在自然环境中。因此,必须探索其他方法获得它们的遗传信息。单细胞基因组测序法的优势在于,可以从复杂环境中获取的单个细胞的DNA中复制出大量基因组,再进行测序和研究其代谢潜能。

 

Biogeography of microorganisms closely related to MS024-2A and MS024-3C.

课题组对黄杆菌类具有对生物聚合物有降解能力的两种海洋微生物进行基因组测序,本次研究的样本来自美国缅因州布斯贝港的表层海水,这两种微生物都含有变形菌视紫红质(proteorhodopsinspr)编码基因。使用单细胞测序技术可以识别携带pr基因的微生物以及通过分析基因组探索pr在生物领域的作用。

Bigelow的科学家利用荧光活化细胞拣选fluorescence activated cell sortingFACS技术从环境样品中挑出单个黄杆菌细菌细胞再进行细胞破碎和多重置换扩增得到的80%~90%的黄杆菌基因组这足以证明这项技术的实用性。

虽然已测序出的黄干菌类是海洋微生物,但这种单细胞测序技术同样适用与其他环境中的微生物,如来自温泉、污染的土壤以及人肠道中生存的微生物组。这项技术通过单个细胞就能得到基因组,因此不需要对细菌进行培养。

2005Roger Lasken课题组首次提出从单个未培养细胞中获取DNA序列。目前,Woyke 及其同事正将这种单细胞基因组测序方法应用到其他生物中,其中一个项目涉及可用于生产生物燃料的奶牛瘤胃中能够分解植物纤维素的生物群落。

感兴趣的读者可以参看英文原文。

参考文献:

Assembling the Marine Metagenome, One Cell at a Time.

Woyke T, Xie G, Copeland A, González JM, Han C, et al.

(2009) PLoS ONE 4(4): e5299. doi:10.1371/journal.pone.0005299

(译者:vivian)

责任编辑:Mark
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    摘要
    美国能源部(DOE)联合基因组研究所(JGI))和比奇洛(Bigelow)海洋科学实验室的科学家通过一种新型的单细胞基因组测序法获得了高质量、无污染的未纯培养微生物的基因组草图。这项研究4月23日发表在《PLoS One》杂志上,当研究者在只有少量DNA的情况下,提供了一种获取基因组信息的新方法。
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