微生物单细胞基因组测序

微生物高通量单细胞基因组测序
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带领微生物研究进入高通量单细胞时代

      Microbe-seq是一种具有菌株分辨率的高通量单细胞测序方法。Microbe-seq技术集成了多种液滴微流控操作技术和定制开发的生物信息学分析手段，可应用于其他复杂的微生物群落，例如土壤和海洋中的微生物群落等。
      微生物群落栖息于许多自然生态系统中，包括海洋、土壤和动物的消化道。微生物群落的行为和生物效应不仅取决于其组成，还取决于每个微生物群落内发生的生化过程以及它们之间的相互作用；这些过程强烈地受到生活在该群落中的每个微生物的基因组的影响。至今想要阐明微生物群落中的菌株水平信息，还面临相当大的挑战，如果能从微生物群落中解析出菌株水平的高质量基因组，那么这将极大地帮助我们理解微生物行为及其对宿主的影响。
      目前，宏基因组测序技术被广泛应用到探索复杂微生物群落，但宏基因组学通常无法解析菌株水平的基因组。相反，基于培养的方法和基于滴度板的单细胞测序可以产生菌株解析的基因组，但只能获得有限数量的微生物菌株，且成本偏高。
       Microbe-seq技术的发明解决了以上难题，它不需要培养即可从复杂微生物群落中获取成千上万个单细胞微生物的基因组信息，并组装出高质量的菌株水平基因组，从而能够在不损失分辨率或广泛物种适用性的基础上探究微生物群落的基因组。该方法应用面广泛，可用于具有复杂微生物群落的样本，如粪便、土壤和海洋等，在微生态研究中具有极大的市场应用潜力。

【技术原理】
实验原理：
1、利用液滴微流控技术，将成千上万的微生物单独地包裹在液滴中；
2、在每个液滴中，裂解微生物并释放DNA；
3、进行全基因组扩增，将扩增出来的DNA打断并连上接头，随后在液滴中用带有特定序列的标签标记液滴内DNA；
4、将所有液滴内的DNA合并，进行建库测序。
生信分析原理：
1、通过提取并比对各单细胞的基因组标志性信息，将样品中来自同一物种的单细胞微生物识别出来，然后合并在一起来组装出物种水平的参考基因组；
2、进一步将单个微生物的基因组和参考基因组对比，识别来自于不同菌株的单细胞微生物并进行基因组组装。




【技术优势】

• 高通量检测：一次可以获得成千上万单一微生物基因组，且无需培养
• 新物种、新菌株：发现新物种、新菌株，弥补宏基因组分辨不足的短板
• 基因组组装质量好：基因组质量与分离培养相同，支持功能基因/代谢通路研究
• 挖掘军逐渐关系：分析水平基因转移，研究宿主-噬菌体关联

【应用领域】

1. 高精准度解析微生物群落结构
2. 发掘有潜在应用价值的微生物资源
3. 深入研究种间/种内的互相关系
4. 深入研究病原菌的治病分子机制
5. 单细胞水平解析耐药基因分布特征
6. 改善复杂微生物组的参考基因组数据库

【技术参数】

产品类型	样本要求	测序策略	数据要求
微生物高通量单细胞基因组测序	样品类型：新鲜的人体、环境、农牧微生态样本（需添加终浓度25%甘油，震荡混匀），-80度保存，干冰运输； 样本状态：细胞活性＞90%； 样本需求量：细胞数目≥2×10^6 cells/sample；细胞浓度≥2×10^7 cells/mL；细胞大小：直径＜10 μm；	Illumina 2×150	每个样本： 6000 cells， 150G raw data