Stačí na prehľad o baktériách
Metóda 16S zostáva dôležitou metódou výskumu mikrobiómu, napríklad pri:
- veľkých kohortových štúdiách
- projektoch s obmedzeným rozpočtom
- otázkach, pri ktorých stačí hrubý prehľad o baktériách
Porovnanie metód
Sekvenovanie 16S verzus shotgun sekvenovanie: aký je rozdiel?
Od metódy závisí, ako hlboko môžeš nahliadnuť do svojho mikrobiómu.
Ak chceš analyzovať svoj mikrobióm, nezáleží len na vzorke, ale aj na metóde, ktorou sa vyšetrí. Metóda 16S poskytuje najmä prehľad o bakteriálnych skupinách. Shotgun sekvenovanie analyzuje celú mikrobiálnu DNA vrátane baktérií, húb, vírusov, génov rezistencie a funkčného potenciálu¹.
Základy
Čo je sekvenovanie 16S?
Sekvenovanie 16S je zavedená metóda na analýzu bakteriálnych spoločenstiev. Neskúma celú DNA vzorky, ale cielene sa zameriava na konkrétny úsek bakteriálneho génu 16S rRNA².
Tento gén sa vyskytuje v baktériách a obsahuje oblasti, ktoré sa medzi rôznymi skupinami baktérií líšia. Vďaka tomu je možné odhadnúť, ktoré skupiny baktérií sú vo vzorke prítomné.
Sekvenovanie 16S sa vo výskume mikrobiómu používa už mnoho rokov a významne prispelo k nášmu pochopeniu bakteriálnych ekosystémov. Stále môže byť užitočné, najmä pri veľkých štúdiách, na prvotný prehľad alebo pri projektoch s obmedzeným rozpočtom.
Jeho veľkou výhodou je jednoduchosť: metóda je pomerne lacná, dobre zavedená a poskytuje široký prehľad o bakteriálnom zložení. Zároveň má jasné obmedzenia, najmä pokiaľ ide o vysoké taxonomické rozlíšenie, huby, vírusy alebo funkčné informácie.
Základy
Čo je shotgun sekvenovanie?
Shotgun sekvenovanie je moderná forma metagenomického sekvenovania. Na rozdiel od metódy 16S neskúma len jednu bakteriálnu markerovú oblasť, ale celú DNA prítomnú vo vzorke³.
Vzniká tak oveľa komplexnejší obraz mikrobiómu. Okrem baktérií možno analyzovať aj ďalšie mikrobiálne skupiny, napríklad huby, vírusy, bakteriofágy a archeóny. Skúmať sa dá aj funkčný genetický potenciál, napríklad metabolické dráhy alebo gény rezistencie.
Táto metóda pracuje s väčším objemom dát a je technicky náročnejšia, poskytuje však oveľa hlbší pohľad na mikrobiálne zloženie a funkcie.
Priame porovnanie
Hlavné rozdiely na prvý pohľad.
Hlavný rozdiel medzi metódou 16S a shotgun sekvenovaním spočíva v tom, koľko genetických informácií sa analyzuje.
HľadiskoSekvenovanie 16S
Shotgun sekvenovanieNaša metóda
Princíp analýzy16SCielená bakteriálna markerová oblasť
ShotgunCelá mikrobiálna DNA
Zameranie16SLen baktérie
ShotgunBaktérie, huby, vírusy, fágy, archeóny, parazity, gény rezistencie a funkčný potenciál
Rozlíšenie16SČasto na úrovni rodov
ShotgunČasto až na úroveň druhov
Funkčná analýza16SVeľmi obmedzená
ShotgunMožná
Gény rezistencie16SNedajú sa analyzovať
ShotgunDajú sa analyzovať
Objem dát16SNižší
ShotgunVýrazne vyšší
Cena16SVeľmi nízka
ShotgunSpravidla vyššia
Vedecká hĺbka16SDobrá na prehľad
ShotgunVýrazne komplexnejšia
Sekvenovanie 16S sa cielene zameriava na jednu bakteriálnu markerovú oblasť. Poskytuje tak užitočný, ale obmedzený prehľad o bakteriálnych skupinách. Shotgun sekvenovanie naopak analyzuje celú mikrobiálnu DNA vzorky, a preto dokáže vytvoriť oveľa podrobnejší obraz mikrobiómu⁴.
To je dôležité najmä vtedy, keď nejde len o odpoveď na otázku „Ktoré baktérie sú prítomné?“, ale aj:
- Ktoré druhy sú presne prítomné?
- Aký funkčný potenciál má mikrobióm?
- Existujú náznaky génov rezistencie?
- Akú úlohu zohrávajú huby, vírusy alebo iné mikroorganizmy?
Pre modernú analýzu mikrobiómu je tento rozdiel rozhodujúci.
Hĺbka analýzy
Prečo záleží na rozlíšení?
Mnohé baktérie patria do rovnakého rodu, no môžu mať veľmi odlišné vlastnosti. Práve tu je dôležité rozlíšenie metódy.
Jednoduchý príklad: ak analýza určí len rod baktérie, nemusíš vedieť, ktorý konkrétny druh sa za ním skrýva. Rôzne druhy toho istého rodu môžu mať odlišné metabolické dráhy, plniť odlišné ekologické úlohy alebo inak pôsobiť na iné mikroorganizmy.
Shotgun sekvenovanie často umožňuje presnejšie taxonomické zaradenie než klasické metódy 16S⁵. Mikrobióm sa tak neukáže len ako hrubý prehľad, ale ako zložitejší ekosystém s mnohými jednotlivými aktérmi.
To je dôležité najmä vtedy, keď chceš pochopiť mikrobiálnu diverzitu, funkčné súvislosti alebo jemnejšie zmeny v črevnom mikrobióme.
Ekosystém
Viac než len baktérie.
Dôležitý rozdiel medzi metódou 16S a shotgun sekvenovaním je pohľad za hranice baktérií.
Sekvenovanie 16S sa zameriava predovšetkým na baktérie. Z vedeckého hľadiska to dáva zmysel, ak je v centre pozornosti práve táto otázka. Črevný mikrobióm však netvoria len baktérie. Súčasťou mikrobiálneho ekosystému čreva sú aj huby, vírusy, bakteriofágy a archeóny⁶.
Shotgun sekvenovanie dokáže tento širší mikrobiálny svet zachytiť lepšie. Vzniká tak komplexnejší obraz črevného mikrobiómu: nielen ako zoznam baktérií, ale ako zložitá sieť rôznych mikroorganizmov.
Najmä v modernom výskume mikrobiómu majú tieto vzájomné vzťahy čoraz väčší význam. Stabilita, diverzita a funkcia mikrobiómu totiž nevznikajú len vďaka jednotlivým baktériám, ale zo súhry mnohých mikrobiálnych skupín.
Funkcia
Funkčná analýza mikrobiómu.
Moderná analýza mikrobiómu by nemala ukázať len to, ktoré mikroorganizmy sú prítomné. Mala by ti pomôcť aj pochopiť, aký funkčný potenciál tento mikrobiálny ekosystém má.
Práve tu spočíva jedna z najväčších výhod shotgun sekvenovania. Keďže sa analyzuje množstvo úsekov DNA z celého mikrobiómu, možno bioinformaticky skúmať aj funkčné gény a metabolické dráhy⁷.
Patrí sem napríklad mikrobiálny potenciál pre:
- tvorbu butyrátu
- tvorbu plynov
- rozklad mucínu
- gény antibiotickej rezistencie
- mikrobiálne vzorce spojené so zápalom
Tieto informácie sú vedecky cenné, pretože mikrobióm nielen opisujú, ale aj funkčne zaraďujú. Dôležité zostáva: takéto analýzy slúžia na informatívnu a vedeckú interpretáciu mikrobiálnych vzorcov a nenahrádzajú lekársku diagnózu.
Náš prístup
Akú metódu používa Bactera a prečo?
V Bactera pri Microbiome 360° staviame na modernom shotgun sekvenovaní, pretože chceme črevný mikrobióm analyzovať čo najkomplexnejšie a s čo najväčšou vedeckou hĺbkou.
Naším cieľom nie je len jednoduchý prehľad bakteriálnych skupín. Chceme ti poskytnúť diferencovaný obraz tvojho mikrobiómu s informáciami o mikrobiálnej diverzite, bakteriálnom zložení, hubách, vírusoch, génoch rezistencie a funkčnom potenciáli.
Shotgun metagenomika preto lepšie zodpovedá našim vedeckým nárokom: vysoké rozlíšenie, práca s dátami a orientácia na budúcnosť.
Ak chceš analyzovať svoju črevnú mikroflóru doma, Microbiome 360° ti umožní modernú analýzu mikrobiómu s hlbším biologickým zaradením než klasické metódy.
Zaradenie do kontextu
Kedy sa metóda 16S stále používa?
Hoci shotgun sekvenovanie dokáže poskytnúť výrazne viac informácií, neznamená to, že sekvenovanie 16S je „zlé“. Metóda je zavedená, pomerne lacná a pre niektoré vedecké otázky úplne vhodná. Rozhodujúce je, na akú otázku treba odpovedať.
Pre hlbšiu a širšiu analýzu
Pre hlbšiu, širšiu a funkčnejšiu analýzu mikrobiómu ponúka shotgun sekvenovanie jasné výhody:
- Často až na úroveň druhov
- Aj huby, vírusy, fágy a archeóny
- Funkčný potenciál a gény rezistencie
Preto Microbiome 360° stavia na shotgun sekvenovaní.
Časté otázky
Otázky k 16S a shotgun sekvenovaniu.
Aký je rozdiel medzi sekvenovaním 16S a shotgun sekvenovaním?
Metóda 16S sa zameriava na konkrétnu bakteriálnu markerovú oblasť. Shotgun sekvenovanie skúma celú mikrobiálnu DNA prítomnú vo vzorke.
Prečo shotgun sekvenovanie poskytuje viac informácií?
Pretože neanalyzuje len jeden úsek DNA, ale množstvo fragmentov DNA z celého mikrobiómu.
Dokáže metóda 16S zachytiť aj huby a vírusy?
Nie, metóda 16S je zameraná predovšetkým na baktérie. Huby, vírusy a bakteriofágy ňou nemožno komplexne zachytiť.
Ktorá metóda je presnejšia?
V mnohých prípadoch ponúka shotgun sekvenovanie vyššie taxonomické rozlíšenie a častejšie umožňuje analýzu až na úroveň druhov.
Prečo je shotgun sekvenovanie drahšie?
Pretože treba vytvoriť a bioinformaticky spracovať výrazne viac údajov o DNA. Analýza je technicky aj výpočtovo náročnejšia.
Čo znamená rozlíšenie na úrovni druhov?
Znamená to, že mikroorganizmy možno zaradiť nielen približne na úrovni skupiny alebo rodu, ale až po konkrétny druh.
Dajú sa analyzovať gény rezistencie?
Pomocou shotgun sekvenovania možno niektoré gény rezistencie skúmať na úrovni DNA. Metóda 16S sa na to nehodí.
Čo ukáže moderná analýza mikrobiómu?
V závislosti od metódy môže ukázať bakteriálnu diverzitu, mikrobiálne zloženie, huby, vírusy, gény rezistencie a funkčný potenciál.
Akú metódu používa Bactera?
Bactera používa pri Microbiome 360° moderné shotgun sekvenovanie.
Je shotgun sekvenovanie diagnostické?
Nie. Analýza slúži na vedeckú a informatívnu interpretáciu mikrobiálnych vzorcov a nenahrádza lekársku diagnózu.
Začni
Moderné sekvenovanie mikrobiómu z pohodlia domova.
Získaj hlbší pohľad na svoj črevný mikrobióm vďaka modernému shotgun sekvenovaniu a vedecky štruktúrovanej online správe.
- Jednoduchý odber vzorky doma
- Moderná shotgun metagenomika
- Analýza baktérií, húb a vírusov
- Pohľad na gény rezistencie a funkčný potenciál
Vedecké zdroje
- Quince C et al. Shotgun metagenomics, from sampling to analysis. Nat Biotechnol. 2017.
- Johnson JS et al. Evaluation of 16S rRNA gene sequencing for species and strain-level microbiome analysis. Nat Commun. 2019.
- Sharpton TJ. An introduction to the analysis of shotgun metagenomic data. Front Plant Sci. 2014.
- Knight R et al. The microbiome and human biology. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2017.
- Almeida A et al. A unified catalog of 204,938 reference genomes from the human gut microbiome. Nat Biotechnol. 2021.
- Huttenhower C et al. Structure, function and diversity of the healthy human microbiome. Nature. 2012.
- Lloyd-Price J et al. Multi-omics of the gut microbial ecosystem in inflammatory bowel diseases. Nature. 2019.
- Qin J et al. A human gut microbial gene catalogue established by metagenomic sequencing. Nature. 2010.
Uvítací darček
Zľava 10 € na tvoj prvý nákup v Bactera
Zadaj svoju e-mailovú adresu a darček ťa bude čakať priamo v pokladni. Bez kódu, bez zdržania.
Microbiome 360°Črevo
€229,00€219,00vrátane DPH a dopravy zdarma v rámci Nemecka
Odoslaním budeš dostávať naše e-maily o zdraví čriev a ponukách, odhlásiť sa môžeš kedykoľvek. Kód Bactera10 sa v pokladni uplatní automaticky.
Vrátane newslettera, odhlásenie kedykoľvek. Kód Bactera10 platí v pokladni automaticky.