微生物测序了一口

介绍

我们中的大多数被教导不要在礼貌的公司伸出我们的舌头，但是这正是生物学家托尼Gabaldón博士问成千上万的西班牙青少年做的萨卡LA Lengua项目的一部分。¹Saca la Lengua在西班牙语中的意思是“伸出你的舌头”，该项目的目标是调查西班牙各地15岁青少年的口腔微生物群，以更多地了解生活在我们口腔中的数千种不同的微生物。亚博官网人口yobet亚洲位于巴塞罗那的基因调控中心(CRG)的Gabaldón博士和他的同事正在使用MiSeq系统对西班牙各地高中生提供的1600多份口腔样本进行测序。

“萨卡拉Lengua是一个很好的项目，展示了科学的，我们做的CRG，”Gabaldón博士说。“微生物组研究是我们快速扩张的新兴领域。新发现正在天天发链接微生物与人类疾病，以及如何我们的饮食和生活方式可能影响微生物。对于这些新发现，你需要先进的测序技术和生物信息学工具来分析数据。由于技术的发展，如新一代测序（NGS）系统，如MiSeq和HiSeq系统，我们现在可以评估生活在和我们的身体更快，更廉价的微生物的多样性。这是不可能的，直到前几年“。

Saca la Lengua不仅仅是一个简单的微生物遗传学项目。它将公民科学与社区推广结合起来，以激发下一代人对科学的兴趣。虽然数据分析还没有完成，Gabaldón博士和他的同事已经开始对口腔微生物组做出重要而令人惊讶的发现。

研究真菌微生物群

近年来，微生物组的研究成为一个热点。然而，并不是这个新研究领域的所有方面都在蓬勃发展。对肠道和皮肤的细菌微生物组的研究是该领域的主导。真菌微生物组的研究一直很滞后，这是由于真菌培养的困难和由此产生的缺乏可靠的基因组数据库。它们通常也只占整个微生物群的一小部分。虽然它们的浓度可能很小，但真菌在我们口腔微生物群中的存在可能会产生深远的影响。

Gabaldón博士说:“可以把口腔微生物群想象成一个生态系统，就像非洲大草原一样。”“和斑马相比，狮子可能很少，但如果你除掉狮子，你就改变了整个生态系统。真菌也扮演着类似的角色。有些真菌能产生抗菌化合物;另一些则产生有助于细菌定植的化合物。真菌消耗氧气，改变pH值，以其他方式改变口腔生态系统。当细菌变形链球菌是引起龋齿的物种之一，它与酵母菌一起生长白色念珠菌，就会形成一个正反馈回路，导致蛀牙长得更大更快。”

真菌基因组学是研究比细菌基因组比较困难。测序的细菌基因组，科学家已经开发出放大给地区，这些标记在许多不同的细菌种类的工作以类似的方式通用的标记。相比之下，很难破开厚厚的真菌细胞壁提取物和序列的DNA。因为他们在做细菌现有的引物和其它工具也往往不工作，以及真菌。

因此，几乎没有关于生活在人类口腔中的真菌种类的信息。Gabaldón博士说:“现有的少数研究是基于对某些疾病患者的小样本研究。”“目前还没有针对年轻人的研究。Saca la Lengua项目为我们提供了一个宝贵的机会来填补这一关于真菌微生物群的重要信息缺口。”

“MISEQ系统为我们提供了高通量测序和长读取的胜利组合。”

Saca la Lengua上路了

由于我们对口腔微生物群中的真菌知之甚少，Gabaldón博士建议CRG主任Luis Serrano博士和基因组调控中心的测序核心将这些微生物纳入Saca la Lengua项目。他们欣然同意。在La Caixa银行的资助下，Gabaldón博士和他的同事向高中教师发出了呼吁

在西班牙。“他们专注于15岁的孩子，因为这是许多西班牙青少年的年龄决定是否专注于科学或他们的高中学位。即使参加该项目并没有鼓励一些这些青少年来追求科学，它将提高他们的科学素养。

关注如此狭窄的年龄范围还有一个额外的好处:它使研究人员更容易比较口腔微生物组的差异。Gabaldón博士说:“这些年轻人不是从医院招募的，而是从高中招募的。”“他们的哮喘等疾病发病率反映了在正常人群中发现的情况。我们想要描述这个人群中的微生物群，以及它如何随着不同因素而变化。”

“从研究角度来看，Saca La Lengua项目已经获得了一系列优秀的正常样品，”加班博士补充道。“他们都来自年龄受控人口的相同区域地区。如果你看类似的研究，你将无法找到一个有许多样本的样本。“

除了提供口腔微生物样本外，1600多名西班牙青少年还回答了一系列有关他们的饮食、卫生和生活方式的问题。研究人员希望比较这些变量对微生物组的影响，以及家庭社会经济地位的影响，以及青少年是生活在城市还是农村地区。

MiSeq系统成为排序的主力

CRG团队依靠MiSeq系统进行测序工作。他们等到收集了所有的样本后，才进行DNA提取。然后，他们在相同的MiSeq流池通道中汇集条形码样本，以优化测序运行的数量和每个样本获得的信息量。Saca la Lengua团队没有使用全基因组猎枪方法，而是使用了靶向方法，只放大了编码核糖体RNA的区域。在细菌中，他们观察了16S rRNA，在真菌中，他们观察了18S rRNA。这些区域提供了关于微生物物种身份的宝贵信息。Gabaldón博士说:“MiSeq系统为我们提供了高通量测序和长时间读取的成功组合。”“我们之前对罗氏454进行了研究，其产量甚至不及MiSeq系统。读取的序列也足够长，足以重叠核糖体RNA序列两侧的两个引物之间的DNA区域，使整个感兴趣的区域得以扩增。”

Gabaldon团队靶向核糖体RNA基因的靶标的引物还包括Illumina功能适配器，在图书馆制备和测序之间提供无缝过渡。然后，已完成的库直接发送到CRG核心实验室，以便在MISEQ系统上进行排序。“我们有兴趣分享我们所学到的内容，”Gabaldón博士补充道。yobet亚洲“我们使用的协议可供有兴趣执行此类学习的科学家使用。”

除了MiSeq系统，该团队使用HiSeq系统重新测序基因组真菌和从头测序。“从基因组中，我们准备配对末端和伴侣对文库并进行RNA-SEQ，”Gabaldón博士说。

真菌在哪里?

不久后，他们就开始测序，Gabaldón博士和他的团队意识到，他们的许多样品没有表现出真菌的任何迹象。他们培养了一些样品和反复检查的测序结果与来自CRG员工样品谁是30岁这验证了低浓度的，或完全没有真菌的过度，这是十几岁的人们的口腔微生物组的特征。“我们没有想到这个结果，它可能有一些影响，”Gabaldón博士说。“这可能是真菌后殖民我们的口腔微生物组在生活中。我们不知道是否有与饮食习惯相关。现在太早了。“

“通过illumina测序系统，我可以进行全基因组测序，或通过改变少数条件，执行RNA-SEQ并获得大量数据以回答基因组学问题。”

除了令人惊讶的没有真菌之外，对样本进行测序是简单而直接的。项目的数据分析部分更加复杂。Saca la Lengua团队从每个样本中获得了数百万个reads，代表了不同细菌物种的rRNA基因区域。这么多的数据对确定每个样本中存在的细菌或真菌种类或属提出了挑战。Gabaldón博士使用了一个分析管道，将MiSeq读取的数据映射到一个数据库中，并使用了一个评分系统来衡量比对的数量和序列的相似性。有了这些分数，研究人员就可以判断他们是否有变形链球菌或另一个链球菌物种。

更好地了解口腔微生物群

“我们很高兴与MiSeq数据的质量，”Gabaldón博士说。“我们已经没有任何问题一般都由于DNA的质量。”在MiSeq系统也打开了一扇门了解口腔微生物。“随着Illumina测序系统，我可以执行全基因组测序，或通过改变几个条件，执行RNA测序，将获得的大量数据来回答一个基因组学问题的，”Gabaldón博士补充。“几年前，这是不可能的。我不得不依靠从大财团对某些基因可公开获得的测序数据。随着Illumina的系统，我可以主动，如果我需要一个特定的基因组中，我可以序列它自己。”

数据分析刚刚开始，Gabaldón博士还没有对他们发现的细菌和真菌的种类和数额是多少信息，或者如何口腔微生物可能与生活方式和健康的变量。这并没有考虑在项目的兴趣停止其他研究人员。“我已经收到了来自研究人员以扩大该项目，并在这些国家发起的研究兴趣，”Gabaldón博士说。

与公民联系

萨卡在洛杉矶Lengua项目的一个意想不到的好处一直与教师和学生连接的能力。“这是我第一次参与了这给我带来了如此接近西班牙公民的一个项目，”Gabaldón博士说。“我已经会见了教师和学生参与该项目，与他们讨论，并回答他们的问题。给在15岁的学生观众面前的演讲比谈论你的研究与在一次会议上，一组科学家的努力。您需要与他们联系一个显著的努力。”

前进

Gabaldón博士希望这些样本的测序数据和宏基因组学研究将使他和其他研究人员更多地了解正常的，健康的口腔微生物，和变量是如何分类的可以改变化妆口微生物。亚博官网人口yobet亚洲这些见解，反过来，可能会提供有关影响青少年和成人各种慢性疾病的更多信息。“当我们了解更yobet亚洲亚博官网人口多信息，我们实现了微生物与疾病，如克罗恩病，有些病，你可能都不要想的，如动脉硬化连接”，Gabaldón博士说。“原则上，这似乎很奇怪，有可能是一个连接。然而，每次刷牙有一些进入血流一些细胞。其中有些是能够触发可能在可能导致静脉塌陷，例如血液创建一个颗粒免疫显著反应。这一切都取决于你在哪个口的细菌种类。我们正在学习的yobet亚洲微生物是影响我们的健康状况和可能是在一些重要疾病的因素的一个因素“。

他还指出，口腔微生物与样品采集的优势，因为唾液样本是更容易获得比活检。“越科学家了解口腔微生物，更多的研究机会开拓，以改善人类健康，”博士。Gabaldón增加。

yobet亚洲亚博官网人口了解更多关于本文中提到的Illumina系统:

MiSeq系统,www.169o.com/systems/miseq.html

参考文献

1. saca la lengua。www.sacalalengua.org．2016年3月31日生效。

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