有勁的基因資訊

作者：張益祥/有勁基因

      我們在做微生物菌相分析時，經常接觸到兩個名詞⼀微生物相(microbiota)和總體基因體(metagenome)，這兩個詞彙時常被大家搞混導致誤用，所以作者很貼心的用以下圖文來解說給大家，如圖一。

圖一、微生物相和總體基因體的比較

(a)微生物相僅對微生物的16S rRNA序列片段進行分析，預測並鑑別環境中可能含有的微生物物種。(b)總體基因體是對微生物的整個基因體與基因進行分析，其中也包含了質粒等物質在內。(圖片來源：Whiteside, S.A., et al. Nature Reviews Urology. 2015 Feb; 12(2):81-90.)

總體基因體的定序策略分成兩大類：全基因體霰彈槍法(whole genome shotgun sequencing)以及16S目標區間定序 (16S targeted sequencing)。16S目標區間定序(16S targeted sequencing)的部分可以去閱讀有勁部落格文章《淺談總體基因體學16S rRNA定序與資料庫》，就不在這邊敘述。今天我們就來談談全基因體霰彈槍法。

全基因體霰彈槍法根據「是否有參考序列作為組序原則」可分為下面兩種：

1、參考序列比對組裝(Reference Mapping)：在有參考序列的情況下，依據參考序列將定序片段進行比對組裝，如圖二所示。

2、De novo組裝(De novo assembly)：在無參考序列的情況下，僅使用定序片段所提供的資訊去組裝拼湊出原始樣貌，如圖三所示。

圖二、Reference Mapping

第一步：把DNA隨機切割成短到可做定序的重疊片段。第二步：產生隨機打斷的片段。第三步：定序各個片段。第四步：利用電腦軟體將序列片段與參考序列比對組成一個完整、連續的序列。(圖片來源：張益祥/有勁基因)

圖三、De novo assembly

第一步：把DNA隨機切割成短到可做定序的重疊片段。第二步：產生隨機打斷的片段。第三步：定序各個片段。第四、五步：利用電腦軟體將序列片段根據部分重複的區塊拼湊還原出序列的原始樣貌。(圖片來源：張益祥/有勁基因)

讀者看到這裡有沒有頭昏腦脹了？既然有勁都願意花時間科普知識給大家，作者就一鼓作氣提供下面整理好的懶人包表格給大家參考吧！

表一、微生物相和總體基因體的優缺點比較表

(表格來源: 張益祥/有勁基因)

參考文獻

1、Whiteside, S.A., et al. The microbiome of the urinary tract—a role beyond infection. Nature Reviews Urology. 2015 Feb; 12(2):81-90. Retrieved from https://doi.org/10.1038/nrurol.2014.361