助力您增加微生物组数据真实性——ATCC微生物组学产品（2）
微生物组（Microbiome）是指一个特定环境中的微生物群，它们生活在一定环境空间，相互影响并彼此平衡，从而形成了相对稳定的生态环境。
包括微生物（细菌、古细菌、低等或高等真核生物和病毒）的基因组（基因），以及其周围环境在内的全部。特点是结合了宏基因组学、代谢组学、宏转录组学、以及宏蛋白组学等和临床/环境数据的集合。
近年来，随着现代分子生物学技术的逐渐成熟，科学家们对微生物的研究逐渐由单一微生物转向特定环境中的整个微生物群体，如宏基因组学和代谢组学等。
01 研发背景
近年来，越来越多的证据说明肠道菌群紊乱在阿尔茨海默病中发病密切相关，其可引起系统性炎性反应，破坏血脑屏障，在菌群异常代谢产物共同作用下触发神经退行性病变，如AD、帕金森病等。人体肠道微生物基因组的数目是人类基因组的一百倍，肠道菌群对疾病的影响可能超出我们的预期，有很多未解之谜等待我们去探索。
02 应用领域
肠道菌群研究集中在多种组学研究，包括宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学到代谢组学层次。测序方法中常用手段包括16S等扩增子测序和宏基因组测序。16S测序主要研究群落的物种组成、物种间的进化关系以及群落的多样性。而宏基因组还可以进行基因和功能层面的深入研究。16S测序序列很多注释不到种水平，而宏基因组测序则能鉴定微生物到种水平甚至菌株水平。
关于两种测序方法ATCC用肠道微生物菌株标准品（ATCC® MSA-2006™）做了以下比较。
图1 肠道微生物菌株标准品（ATCC® MSA-2006™）在鸟枪法宏基因组和16S rRNA的分析流程中应用
图2 肠道微生物菌株标准品（ATCC® MSA-2006™）在鸟枪法宏基因组和16S rRNA的分析流程中应用
关于16S测序引物选择
基于16S rRNA扩增子的高通量测序分析已经成为微生物群落多样性研究的重要基石。根据自己的样本特征选择合适的引物对于测序分析非常重要，所以科研圈中不断有16S引物对比、引物优化的探讨。V1-V9区域中，普遍认为V3-V4区和V4-V5区在各分类层级鉴定的准确性最高，应用也最为广泛。ATCC也对扩增子区域做了比较，应用的是V1-V2区和V3-V4区间的对比，样品为口腔微生物DNA混合物（ATCC® MSA-1004™）。
图3 16S rRNA序列示意图（大肠杆菌）绿色为高变区，白色为保守区
图4 口腔微生物DNA标准品（ATCC® MSA-1004™）在扩增子引物分析中应用
03 解决方案
评估方法的准确性和可重复性，并确保整个微生物组研究的标准化是至关重要的。为此ATCC开发了口腔、皮肤、肠道和阴道等特定位置所需的前沿研究的微生物群标准品，这些微生物标准品非常适用于作为对照去研究混合菌群的物种组合和微生物失调对人健康的研究。
ATCC与LGC（英国政府化学家实验室）合作开发了用于临床相关病原体检测的模拟微生物群落,使用ATCC宏基因组控制材料用于病原体检测(ATCC® MSA-4000™);与生物分子资源设施协会宏基因组学研究组(ABRF-MGRG)合作开发极端微生物项目宏基因组学参考标准品(ATCC® MSA-3000™, MSA-3001™, MSA-3002™)。
当然还有真菌微生物组和病毒组标准品等，分为菌毒株和DNA形式。产品经过测序确保纯度，无人源核酸。由于ATCC的微生物组标准品已知组成成分，可以用于优化分析从样品收集到数据分析的每个工作流程，如提高实验数据稳定性，消除偏差，增加实验可信度，尤其是在特定部位菌群分析和临床微生物研究中。
附：ATCC 微生物组（Microbiome）标准品部分清单
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