如何分析腸道菌群?

一百多年來,細胞培養(culture based)技術一直是微生物分類的黃金標準。然而,由於這方法僅適用於能夠在分離和特定實驗室生長條件下存活的一小部分微生物,科學家將原核生物特有的16S rRNA基因的序列與【參考文庫】(reference library)進行分類,令16S rRNA基因成爲了現今分析腸道細菌的工具。

在標準的人體腸道微生物組研究中,實驗人員會收集帶有DNA穩定劑(stabilizer)的糞便樣品,再提取微生物DNA,並對其進行測序,然後進行DNA提取,基因測序和生物信息學分析。次世代測序 (Next generation sequencing, NGS)平台以更低的成本提供了更快、更有效的測序。

此外,當科學家需要於微生物功能(生理學)方面進行全面評估,他們會應用其他基因組技術,例如Metagenomic Shotgun Sequencing。元基因組學 (metagenomics) 是對整個微生物生態系統中遺傳成分的分析,並研究所有微生物的整個【元】(meta) 基因組。Metagenomic Shotgun Sequencing 是指通過隨機片段化 (fragmenting) 所有微生物劑 (agents) 的DNA模板,來製作測序文庫 (sequencing library),從中並不考慮微生物基因組之間的差異。總括而言,微生物培養仍是對特定物種進行功能研究 (functional studies) 的重要工具。

作者﹕盧景勳醫生、徐國榮教授