圍繞著各種各樣的微生物群落，過去五年有3000多篇論文發(fā)表，顯示了這個研究領(lǐng)域的熱度。不過，宏基因組學(xué)研究包括多個步驟，而每個步驟都可能引入差異，這限制了數(shù)據(jù)的解釋和比較。于是，一個國際研究團(tuán)隊近日推薦了一種標(biāo)準(zhǔn)化的DNA提取方案，有助于改善人類糞便微生物組的研究。
這個團(tuán)隊由歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室的Peer Bork領(lǐng)導(dǎo)，重點(diǎn)關(guān)注糞便樣本的DNA提取步驟。他們評估了21種有代表性的DNA提取方案，并在《Nature Biotechnology》上發(fā)表了他們的結(jié)果。根據(jù)研究結(jié)果，他們建議研究人員采用方案Q來提高可比性。
“總的來說，如果在實(shí)驗(yàn)室中實(shí)施我們的建議，則有望提高交叉研究的可比性，并且能夠?qū)ξ⑸锝M的性質(zhì)做出有意義的推斷，”作者在文中寫道。
在這項(xiàng)研究中，Bork及其同事采集了兩個糞便樣本，并將它們分成多份送到三大洲的21個實(shí)驗(yàn)室。這些實(shí)驗(yàn)室利用各種方法來提取DNA，包括7種最常見的試劑盒（比如Promega Maxwell、Qiagen的QIAamp Stool Mini kit、MP Bio的 FastDNAspinSoil等）以及各種非試劑盒方案。實(shí)驗(yàn)室隨后將提取出的DNA送到Genoscope，在Illumina的HiSeq 2000平臺上開展測序。
研究人員稱，不同的提取技術(shù)帶來了明顯的技術(shù)差異。這些方案產(chǎn)生了不同量的DNA和不同程度的片段化DNA。例如，方案18回收的DNA是方案3或12的100倍，而方案4、10和12產(chǎn)生了高度片段化的DNA，但方案1沒有。
他們還評估了不同方法是否會對宏基因組的分類和功能組成方面造成影響。結(jié)果表明，大多數(shù)方案提供了類似的物種排名，但有些在物種水平上還是引入一些差異。
研究人員還發(fā)現(xiàn)，一些操作方案產(chǎn)生了較少的革蘭氏陽性菌，這可能是因?yàn)樗鼈儫o法打破細(xì)胞壁來提取DNA。因此，他們認(rèn)為多樣性可作為評估DNA提取步驟的指標(biāo)之一，包括革蘭氏陽性菌的存在。
Bork及其同事選擇了表現(xiàn)最佳的三種方案進(jìn)行額外分析。他們將相同的糞便樣本送到熟悉和不熟悉這些方案的實(shí)驗(yàn)室，以評估這些方案的重現(xiàn)性。他們還制備了含有10個物種的模擬細(xì)菌群落，并將其加入另外8個糞便樣本中進(jìn)行分析。
這三種方案都表現(xiàn)出良好的重現(xiàn)性，但方案H的樣本內(nèi)差異最低。不過，與其他兩種方案相比，方案H也低估了革蘭氏陽性菌的量。在模擬群落的分析中，三種方案表現(xiàn)相當(dāng)，但方案W略勝一籌。
不過，研究人員也指出，由于對苯酚氯仿的依賴，方案W不容易自動化。同時，方案Q可回收多樣化的微生物群落，在分析準(zhǔn)確性方面與方案W不相上下，因?yàn)樗钠骄^對定量誤差小于0.5x。
基于這些結(jié)果，Bork及其同事得出結(jié)論，方案Q似乎是整體上最好的方法，可以作為新方法的比較基準(zhǔn)。他們進(jìn)一步建議研究人員采用這種方案作為標(biāo)準(zhǔn)化的提取方法。具體來說，這種方法使用了Qiagen的QIAamp Stool Mini kit。“它的采用將改善人類腸道微生物組研究的可比性，并有助于薈萃分析，”他們寫道。
（本文轉(zhuǎn)載丁香通）
