手機版
16SrRNA基因測序和宏基因組測序是現(xiàn)在微生物檢驗中的兩大新型武器，它們在微生物研究中共同發(fā)揮著極大的作用，都是研究微生物的重要方法。但是二者又有什么不同呢?接下來將做一個簡單說明。
16SrRNA基因測序：就是指從微生物樣本中提取16SrRNA的基因片段，通過克隆、測序或酶切探針雜交獲得16SrRNA基因序列信息再與16SrRNA數(shù)據(jù)庫中的序列或其它數(shù)據(jù)進行比較，確定其在進化樹中的位置從而鑒定可能存在的微生物種類。
16SrRNA為核糖體的RNA的一個亞基，16SrDNA就是編碼該亞基的基因。細菌核糖體RNA（rRNA）有三種類型：5SrRNA（120bp）、16SrRNA（約1540bp）和23SrRNA（約2900bp）。
5SrRNA基因序列較短，包含的遺傳信息較少，不適于細菌種類的分析鑒定；23SrRNA基因的序列太長，且其堿基的突變率較高，不適于鑒定親緣關系較遠的細菌種類；16SrRNA普遍存在于原核細胞中，且含量較高、拷貝數(shù)較多（占細菌RNA總量的80%以上），便于獲取模板，功能同源性高，遺傳信息量適中，適于作為細菌多樣性分析的標準。
宏基因組測序（MetagenomicsSequencing）：是對環(huán)境樣品中全部微生物的總DNA（也稱宏基因組：Metagenomic）進行高通量測序，主要研究微生物種群結構、基因功能活性、微生物之間的相互協(xié)作關系以及微生物與環(huán)境之間的關系。宏基因組測序研究擺脫了微生物分離純培養(yǎng)的限制，擴展了微生物資源的利用空間，為微生物群落的研究提供了有效工具。
16SrRNA基因測序研究對象為分離純化后微生物。（想要進行基因測序必須要有培養(yǎng)以后微生物菌落）
宏基因組測序研究對象為樣本。（可以是各種檢驗樣本，不需要微生物的分離培養(yǎng)）
宏基因組測序在微生物領域應用主要包括：
●環(huán)境微生物多樣性；
●基因挖掘；
●改造工程菌；
●疾病關聯(lián)分析；
●藥物開發(fā)。
16SrRNA基因測序在微生物領域應用主要包括：
●微生物多樣性；
●微生物種群分析；
●重要基因發(fā)現(xiàn)；
●遺傳物質(zhì)在微生物之間或微生物與非生物環(huán)境之間的關系。
二者雖然在應用領域有所不同，但是在整個研究過程是相輔相成的，可以互相補充驗證，從而達到最終的研究目的。整個研究如下圖：
16SrDNA基因存在于所有細菌的基因組中，具有高度的保守性。該序列包含9個高變區(qū)和10個保守區(qū)（如下圖），通過對某一段高變區(qū)序列（V4區(qū)或V3-V4區(qū)）進行PCR擴增后進行測序，得到1500bp左右的序列。其中，V4-V5區(qū)其特異性好，數(shù)據(jù)庫信息全，是細菌多樣性分析注釋的最佳選擇。
宏基因組測序則是將微生物基因組DNA隨機打斷成500bp的小片段，然后在片段兩端加入通用引物進行PCR擴增測序，再通過組裝的方式，將小片段拼接成較長的序列。
16SrRNA測序得到的序列很多情況鑒定不到種水平。宏基因組測序則能鑒定微生物到種水平甚至菌株水平。對于16SrRNA測序而言，任何一個高變區(qū)或幾個高變區(qū)，盡管具有很高的特異性，但是某些物種（尤其是分類水平較低的種水平）在這些高變區(qū)可能非常相近，能夠區(qū)分它們的特異性片段可能不在擴增區(qū)域內(nèi)。宏基因組測序通過對微生物基因組隨機打斷，并通過組裝將小片段拼接成較長的序列。因此，在物種鑒定過程中，宏基因組測序具有較高的優(yōu)勢。但是宏基因組測序的弊端就在于DNA的純化提取過程較難實現(xiàn)。
總結：
通常情況下，在微生態(tài)研究中，建議同時結合宏基因組測序和16SrRNA測序兩種技術手段，可以更高效、更準確地研究微生物群落組成結構、多樣性以及功能情況。其實在實際工作中我們可以根據(jù)自己所需進行選擇測序方法，例如實驗室無法鑒定的細菌或是研究細菌是否具有同源性可以16SrRNA測序方法。如果是有感染但無法獲得病原菌或者某一種細菌是否和疾病有關系的研究就需要宏基因組測序。
