16S metagenomic sequencing目前被廣泛運用於微生物族群分析,過去無法被培養、被分類手冊定義的微生物,藉由分子實驗為人類所見,且不需要花費高昂的費用即可達成。藉由生物體中16S rRNA中高保存序列中的物種關聯性,來完整演化樹或完成菌相分佈的輿圖。然而16S metagenomics還無法完全滿足人類的求知欲。一方面16S metagenomics在準確性有其極限 (見測不準的微生物community),且解析度方面亦需要更進一步的技術發展來補足。

  目前能見度愈見增加的Single-cell sequencing是目前被看好的方法之一。簡單而言,藉由fluorescence-activated cell sorting (FACS)將微生物分出,再利用multiple displacement amplification (MDA)對單一細胞進行序列分析,可以僅針對有興趣的微生物族群做進一步的了解。

  其序列可對應到已知基因及新陳代謝路徑,並提供對於菌系 (strain)變異性的評估證據,準確地完善原先無法被定義的演化樹分支 (Candidate division),賦予鄰近微生物物種原先16S metagenomics所欠缺的生物學及演化學定義。其提供的完整序列所帶來的意義為單單分析16S rRNA所無法提供的。

  Single-cell sequencing所獲得的序列資訊能與其他metagenomic資料及metatrascriptomic資料相搭配,如同同時建構骨幹及血肉,將總體基因分析結果及深度定序資料彼此驗證;另外,由single-cell發展而來的mini-metagenomes亦為目前對於single-cell技術應用的熱門領域,藉由蒐集環境微生物取樣分析,為大環境生物演化的觀察提供良好的視野。

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  1. R. S. Lasken et al. Recent advances in genomic DNA sequencing of microbial species from single cells. Nat. Rev. Genet. 15, 577–584 (2014)
  2. S. Nurk et al. Assembling Single-Cell Genomes and Mini-Metagenomes From Chimeric MDA Products. J. Comput. Biol. 20(10): 714–737. (2013)

 

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