重磅微生物新技术分享 | 高通量微生物单细胞基因组技术&2bRAD-M简化宏基因组技术...

新技术推动微生物研究

新技术一直是推动科研发展的利器。

微生物作为生物学家研究热点，对其基因组进行高分辨率、精准解析，一直是科研人员的共同需求。

当前，解析微生物群落的物种构成主要依赖于扩增子测序和宏基因组测序。然而，扩增子测序存在扩增偏好、脱靶、分辨率低等问题，宏基因组测序对样本DNA质量要求高，且通常无法解析菌株水平的基因组。

MobiMicrobe微生物高通单细胞基因组技术和2bRAD-M简化宏基因组技术正是2022年发布的两项新技术，将帮助科研人员对微生物基因组研究进入更精准的菌株水平。

MobiMicrobe微生物高通单细胞基因组技术

2022年6月3日哈佛大学化学和化学生物学系郑文山博士（现墨卓生物CTO）和麻省理工学院生物工程系赵诗杰博士作为共同一作在Science上发布以“High-throughput, single-microbe genomics with strain resolution, applied to a human gut microbiome“为题的研究论文，发布了基于液滴微流控的MobiMicrobe微生物高通单细胞基因组技术。

技术简介

MobiMicrobe技术通过集成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，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。

该技术可用于精确解析菌株水平基因组、发现未培养的潜在的新菌株；进而可在菌株水平对HGT、宿主-噬菌体关联、功能基因和代谢通路进行深入研究。

技术原理

MobiMicrobe技术主要基于液滴微流控技术。实验流程和原理如下：

1、通过对微液滴进行操控，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，裂解微生物释放DNA并进行全基因组扩增，打断并加上接头；

3、在每个液滴中使用带有特定序列的标签，标记每个液滴内来源于同一个微生物的DNA分子；

4、将所有液滴内的DNA合并，进行建库测序；

5、序列分析，并通过识别标签将基因组序列拆分还原到单微生物水平。

技术亮点总结

研究人员将MobiMicrobe技术应用于人体肠道群落样本，并用配套开发的生信流程进行分析。结果显示，MobiMicrobe技术优势明显，总结如下：

可获得媲美“金标准”水准的可靠基因组

可精确解析菌株水平基因组，同时发现未培养的全新菌株

可在菌株水平分析水平基因转移事件

可在菌株水平分析宿主-噬菌体关联信息

2bRAD-M简化宏基因组技术

2022年1月26日，Genome Biology（IF：17.906）在线发表了由中国科学院青岛生物能源与过程研究所、中国海洋大学和欧易生物联合研发、共同署名的题为“Species-resolved sequencing of low-biomass or degraded microbiomes using 2bRAD-M”的技术文章。

自此诞生了新的微生物组测序技术——2bRAD-M，该技术起源于2bRAD简化基因组测序技术（Nature Methods, Wang et al. 2012），通过IIB型限制性内切酶对微生物基因组酶切后获得的特异标签（unique tag)进行微生物定性和相对定量分析，较传统微生物组测序技术有明显的技术特色和优势，能够低成本有效处理低生物量、严重降解及高宿主污染样本，可一次性在种水平上同时检测细菌、真菌和古菌。

2bRAD-M技术文章下载链接：https://genomebiology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13059-021-02576-9

技术原理

2bRAD-M技术原理如下图所示：采用IIB型限制性内切酶对基因组酶切，可产生等长的酶切标签tag（如，BcgI酶可获得32bp等长标签），对IIB酶切标签进行扩增和测序，然后通过“两步法”对微生物群落结构进行分析（包括细菌、真菌、古菌）。

第一步，我们通过预先建立的含有每种微生物unique tag的数据库（2b-Tag-DB）进行定性分析，即筛选所有可检测到unique tag的微生物物种。

第二步，对定性的微生物再次建立2b-Tag-DB并进行相对定量分析，即对上一步得到的微生物物种，根据unique tag分布进行进一步的筛选和丰度估计。该策略能够高准确度、高灵敏度地检出微生物，可以同时检出细菌、真菌和古菌。

2bRAD-M流程图

技术特点及优势

•  种水平（species level）的物种检测分辨率；

• 一次测序可同时检测细菌、真菌和古菌；

• 高效处理疑难样本：低生物量（pg级别DNA）、严重降解样本（如FFPE）、高宿主污染样本等；

• 高灵敏度：对丰度较低的微生物种类也有较高的检出能力；

• 技术文章影响因子高：欧易生物共同署名发表在《Genome Biology》，IF：17.906；

两大独家技术分享火热报名中

10月19日，墨卓生物和欧易生物共同举办的“微然大观、大有可为“线上论坛将为大家详细讲解MobiMicrobe微生物高通单细胞基因组技术和2bRAD-M简化宏基因组技术两大独家突破性技术。

2022年8月欧易生物与墨卓生物达成战略合作协议，引进MobiNova单细胞测序平台，并成为MobiMicrobe™微生物高通量单细胞基因组测序技术的肠道微生物独家代理商。

扫描海报下方二维码，即可报名直播。更多技术细节和贴心好礼尽在直播间。

关于欧易

欧易生物旗下目前拥有“晶准生物”、“鹿明生物”、“青岛欧易”三家全资子公司。

公司为大生命科学、大健康相关研究领域，以及医药、食品及日化企业的客户，提供从基础研究到药物靶点发现、药理学药效及安全性评价、疾病分子标志物筛选、致病菌及耐药菌溯源等相关技术服务，全力加速客户研究、开发进程，大大提升客户研究、开发价值。

目前已建成完整齐备的多层组学整合检测服务平台和多层组学整合大数据分析平台，提供基因组、转录组、表观遗传、微生物组、蛋白组、代谢组等多层组学整合检测服务；并不断跟踪组学技术进展，在单细胞测序技术、空间多组学技术（空间代谢组学、空间转录组）、单细胞蛋白组技术、多层组学整合分析等方面逐渐取得综合优势。

关于墨卓

创新驱动、卓鉴未来，墨卓生物创立于美国波士顿，落地中国浙江，汇集了由国际一流科学家和跨国医疗器械公司高管等组成的一批优秀人才。墨卓致力于用创新微流控和单细胞测序技术赋能科学研究与精准医疗。目前已经成为拥有微流控、测序、生化、硬件开发、生信等关键技术，推出单细胞测序与数字PCR双技术平台，在液体活检、伴随诊断、生命科学研究等多领域并行发展的科研+IVD解决方案领跑者。