Analisis metagenómico de la microbiota

Analisis metagenómico de la microbiota mediante el uso de Next generation shot gun sequencing

Los estudios sobre microbiomas se basan en la secuenciación de genes marcadores específicos como por ejemplo el 16S rRNA procariota. Tales enfoques basados ​​en amplicones están bien establecidos y son ampliamente utilizados. Sin embargo, tienen limitaciones como la dependencia de un solo gen para analizar una comunidad entera, la introducción del sesgo de la PCR y la restricción de describir sólo la composición taxonómica y la diversidad. Shotgun metagenomics  en una técnica de vanguardia para el análisis del microbioma que permite un análisis taxonómico y funcional detallado de la comunidad microbiana.

Competencias y servicios

Ibian technologies ( distribuidor de productos, reactivos y material de laboratorio destinado a la investigación y al diagnóstico en las áreas de Biología Molecular, Celular y Microbiología) en colaboración con Microsynth ofrece un servicio de shotgun metagenomics para análisis del perfil taxonómico y funcional de muestras clínicas, medioambientales o de microbiomas ingenerizados. El servicio cubre el proceso entero desde el diseño experimental, aislamiento de DNA, secuenciación a medida y detallada.

Diseño experimental: Normalmente implica secuenciar numerosas muestras y generar millones o billones de lecturas. Para ganar credibilidad y alta calidad de los datos un buen plan experimental debe incluir réplicas y una hipótesis científica clara.

Aislamiento de DNA: El DNA puede ser aislado por el cliente o por Microsynth.

Secuenciación a medida: Microsynth cumplirá con los requerimientos de su proyecto y le proporcionará la cantidad de datos necesaria para responder a sus preguntas.

Bioinformática: el análisis taxonómico y funcional de los datos metagenómicos es un reto. La alineación y anotación de grandes cantidades de secuencias requiere suficiente experiencia y poder computacional. Microsynth ofrece una bioinformática de vanguardia para el análisis de las secuencias de shotgun usando métodos que ya están bien establecidos. Su análisis se ajusta a sus requerimientos específicos para garantizar la fiabilidad de los resultados de su proyecto. La lectura y el alineamiento con las proteínas de referencia de las bases de datos (ej NCBI) se hace usando DIAMOND, una herramienta 20.000 veces más rápido que BLastX. La anotación taxonómica y funcional son realizadas con MEGAN.

El análisis no está restringido a procariotas y también incluye eucariotas y virus.  El archivo de salida contiene todas las lecturas, alineamientos y las anotaciones taxonómicas y funcionales de cada muestra. Junto con el archivo FASTQ inicial que contiene los datos de secuenciación, el microbioma completo está representado solo por dos archivos por muestra. El microbioma puede ser explorado y analizado mediante MEGAN.

 

Bases de datos para análisis de muestra de microbioma

Microsynth análisis proporciona completa flexibilidad para el análisis de los datos. Permite visualizar y analizar la composición taxonómica y funcional de los datos de microbioma en una cómoda interfaz usando MEGAN. Una mayor ventaja es la posibilidad de importar parámetros ambientales o condiciones experimentales para análisis estadísticos adicionales. Los datos pueden ser fácilmente exportada dando la posibilidad de extraer información específica y usarla para otro tipo de análisis o para la generación de imágenes. El contenido taxonómico puede ser explorado en todos los dominios de las especies pudiendo cubrir toda la taxonomía NCBI. La anotación funcional está basada en sistemas de clasificación funcional como InterPro KEGG, eggNOG o SEED. Todo el sistema contiene jerarquía funcional variando de clasificación general como metabolismo o funciones celulares (figura 2) hasta enzimas o subunidades. A parte de análisis de muestras simples la comparación múltiple de muestras es posible (Figura 3). Las muestras pueden ser agrupadas y las metadata pueden ser incluidas en el análisis. Diversas medidas de beta diversidad pueden ser elegidas para comparación de muestras.