|
基于SeqCapEZ技术建立ResCap平台，其中包括针对8667个常规抗性基因和2517个释放酶基因与先前鉴定的靶标同源的78,600个基因。选用平台技术与宏基因组鸟枪法测序对比17个粪便样品（9人，8头猪）的试验结果。ResCap平台技术显着改善了基因丰富度和多样性。ResCap也促进了对抗生素，金属，生物性农药或任何组合耐药性新基因的分析。 ResCap是第一个靶向序列捕获者可以专门用来分析抗性基因，大大增强了宏基因组技术的灵敏度和特异性，使分析抗性基因成为可能。该模型为研究少数群体的复杂微生物开辟了新的道路。  原名：In-depth resistome analysis by targeted metagenomics 译名：利用靶向宏基因组技术深入研究抗性分析 期刊：Microbiome IF：8.496 发表时间：2017年 通信作者：Val F. Lanza 通信作者单位：Department of Microbiology, Ramón y Cajal University Hospital, Ramón y Cajal Health Research Institute ResCap分析工作流程 1 有参评估 1.1 ResCap比宏基因组（MSS）能更好的回收目标基因 从MSS和ResCap数据集中获得平均1.9×107的配对读数。观察选定数据库的目标基因占总读数的映射读数发现，MSS数据为0.11％，而ResCap数据为30.26％，显示结果富集279倍。当使用ResCap比较MSS时，对抗生素，重金属，生物性农药和质粒基因抗性基因的丰度分析表现出更好的结果。 表1 比较ResCap与MSS技术的测绘结果 所观察到在各种样品中编码抗生素（抗生素，重金属，杀生物剂）和释放酶（relaxase）的抗性的基因的相对丰度存在的差异，可以通过来自不同宿主的微生物群的可变性来解释。（图三b，c） 图3 ResCap表达总结 1.2 ResCap解决基因多样性问题 在使用ResCap代替MSS时，人类中MGC Per Million（MPM）的数量分别增加了1.3倍和2.1倍（图3b，c）。图4揭示了MSS获得的水平基因覆盖率随着ResCap技术的运用从73.4%提高到97.5%。ResCap检测到的基因数量几乎是MSS的两倍，映射的读数增加了300倍（图5）。图6显示ResCap和MSS获得的各类抗性基因的丰度和多样性，这也说明ResCap明显提高检测的灵敏度。*MGC（mapping gene clusters） 图4 纵向分布 图5 明确映射读长的定量
图6 抗生素抗型的丰富性和多样性；释放酶的丰富性和多样性；杀生物剂和金属抗性的丰富性和多样性 1.3 样品抗性基因的对比分析 为了进一步证明使用ResCap优于MSS的改进，我们通过使用这两种方法来比较人和猪样品，以评估MGC的相对丰度。图7a中的火山图显示每个数据集和每种方法的MGC相对丰度视图。抗菌剂的MGC在猪样品中比在人类中更丰富，而释放酶（relaxase）的MGC在人类抗性菌株中占主导地位。 图7b通过使用MSS和ResCap表示MGC在不同宿主中的分布后发现，使用MSS分析的总样品的抗体组包括525个MGC，88个MGC被差异检测，并且在这些宿主中共检测到437个MGC。而ResCap检测到831个MGCS，262个被分类为差异检测，检测到569个MGC。这些数据反映出，与MSS相比，使用ResCap检测到的MGC数量增加了3倍。图7c比较了ResCap和MSS在不同宿主中差异检测的和常见的MGC获得的结果。
图7 差异研究图 2 无参评估 汇遍统计数据和覆盖范围显示，利用ResCap平台获得的信息仅涵盖平台所设计的宏基因组的一小部分。（图8）同时检测到的基因在ResCapDB，UniProtKB和新类别中的分类。
图8 汇编统计 与MSS相比，ResCap不仅提高了已知数据库中包含的检测的规范基因的数目，而且还改善了检测到的ResCapDB，UniProtKB或新的同源物的数目，如图9所示。
图9 功能注释分布  这项研究报告了一种新型的靶向基因捕获平台ResCap的开发，使用人类和猪粪便样品对平台技术与MSS在抗性基因鉴定方面的比较评估。结果表明，ResCap能够高分辨率的分析抗性基因，并给研究者提供检测同源抗性基因的可能性，这将进一步全面分析抗生素抗性基因的多样性和进化。
研发的新型捕获平台ResCap能够满足复杂样本的基因组合分析，并进一步探索新基因的存在。因此，类似ResCap的方法也可以用于鉴定复杂微生物系统中少数细菌菌群中的其他序列，如涉及生物合成和生物降解等具有生态学特性的相关基因。
本文由殷继忠编译，殷继忠、江舜尧编辑。 |
|
|
