大熊猫健康和寄生虫检测大熊猫肠道微生物宏基因组代谢组及蛋白
宏蛋白质组学研究进展及应用
宏蛋白质组学研究进展及应用吴重德;黄钧;周荣清【摘要】Metaproteomics is a newly emerging technology to investigate the micro-ecosystem in environmental system by proteomic approach,and it has shown powerful functions in the fields of environmental ecosystem.This review summarized the research strategies of metaproteomics and applications in wastewater biotreatment,soil and fermented food.It demonstrated the directions for future research in the field of microbial ecosystems.%宏蛋白质组学是近几年出现的一种应用蛋白质组学方法对环境微生态系统进行研究的一种新技术,已在环境生态领域研究中展示出了强大的功能.文中综述了宏蛋白质组学的研究技术及策略、介绍了其在污水生物处理、土壤及发酵食品微生物群落结构分析中的应用,并对其在环境微生态领域中的研究进行了展望.【期刊名称】《食品与发酵工业》【年(卷),期】2016(042)005【总页数】5页(P259-263)【关键词】宏蛋白质组学;二维电泳;环境微生物;微生物群落结构【作者】吴重德;黄钧;周荣清【作者单位】四川大学轻纺与食品学院,皮革化学与工程教育部重点实验室,四川成都,610065;酿酒生物技术及应用四川省重点实验室,四川自贡,643000;四川大学轻纺与食品学院,皮革化学与工程教育部重点实验室,四川成都,610065;四川大学轻纺与食品学院,皮革化学与工程教育部重点实验室,四川成都,610065【正文语种】中文人类基因组计划的完成，标志着生命科学研究进入了后基因组时代。
2020年益生菌的科学共识
2020年益生菌的科学共识2020年益生菌的科学共识（完整版）在国家“健康中国”战略、食品工业健康转型及技术创新的多方驱动下，益生菌产业已成为我国食品工业中增长较快、创新密集的产业，同时，益生菌在医学领域的应用也不断增多。
2019年，XXX汇集科技界与产业界专家智慧，于5月23日发布了《益生菌的科学共识（2019年版）》（以下简称“共识”），该共识对益生菌行业的科学发展具有重要引领作用。
在此共识的基础上，2020年XXX再次组织科技界与产业界专家，根据益生菌的最新研究进展，对共识内容进行了更新，形成《益生菌的科学共识（2020年版）》。
益生菌的科学共识（2020年版）01益生菌的安全性已得到国际权威机构的认可根据国际上对益生菌菌株安全性评估的新进展和我国对益生菌安全性评价的需求，2018年XXX立项制定《食品安全国家标准食品用菌种的安全性评价程序》工作，标准的制定将参考国际安全性评价的原则，用于指导我国益生菌市场使用菌种的安全性评价。
已有文献显示，益生菌的安全问题主要表现在其可引起的菌血症、感染性心内膜炎等健康风险，且多发生于已有疾患的个别消费者，而这种风险发生、发展的因果关系尚未明确，通常认为正常人群食用益生菌是安全的。
针对新属种的益生菌菌株的安全性评估，应基于全基因组测序生物信息分析，阐述待评价的益生菌菌株所携带的耐药基因、致病性基因和环境抗性基因的特征，结合体外微生物学检测和体内动物毒理学评价，以及人群和临床试验的安全评价等作为关键标准，判断菌株的安全性。
目前国际上高度关注的是益生菌对抗生素的耐药性，对于益生菌耐药性的研究应基于菌株水平。
现有研究表明，益生菌的耐药基因大部分位于染色体上，但至今尚无确切证据表明这些耐药基因可转移给其它肠道的致病菌。
基于此，XXX制定了在食品中使用菌种的抗生素耐药标准。
目前市场上的主流益生菌菌株主要分离自健康人体和具有长期安全食用历史的发酵食品，大多数菌株被认为无致病性的共生微生物。
大熊猫的营养需求及饮食习惯研究
大熊猫的营养需求及饮食习惯研究大熊猫是世界上最珍贵的野生动物之一，世界上只有1000多只野生大熊猫存活。
大熊猫是中国的国宝，有“国宝大熊猫”之誉。
大熊猫生活在中国西南地区，主要分布在四川、陕西和甘肃三省。
大熊猫的主要食物是竹子，这也是大熊猫的体型和消化系统进化的结果。
为了更好地了解大熊猫的营养需求和饮食习惯，下文将对大熊猫的食物、饮食习惯、消化系统和营养需求进行探讨。
一、大熊猫的食物大熊猫是以竹子为主食的，竹子含有大量纤维素，是大熊猫体内益生菌的优质食物。
大熊猫还会吃其他植物，如竹笋、树皮、杂草、果实等。
由于竹子的含水量较低，因此大熊猫每天需要摄取足够的水分来补充身体所需的水分。
二、大熊猫的饮食习惯大熊猫是以夜间和黄昏时分活动为主的，它们通常会在晚上到山腰上寻找食物。
白天，大熊猫会睡觉休息，或到树上晒太阳。
大熊猫每天需要摄取约20公斤的食物来维持身体生长和维护，因此它们需要大量的时间来寻找食物。
大熊猫会用前爪拍打竹子，将竹子上的叶子和枝条摇落，然后将它们放在嘴里吃掉。
三、大熊猫的消化系统大熊猫的消化系统非常独特，它们在进食竹子后需要花费很长时间来消化食物。
大熊猫的消化系统有两个部分，第一部分是胃，第二部分是肠道。
大熊猫的胃非常厚，可以容纳很多的食物。
当大熊猫吃下竹子后，竹子会被压在胃底部，然后在胃酸的作用下，竹子中的纤维素被微生物分解成糖类和蛋白质。
四、大熊猫的营养需求大熊猫的食物主要是竹子，竹子含有低热量、高纤维、低蛋白的营养特点。
大熊猫每天需要大量的能量来维持身体活动和生长发育，因此它们需要大量的营养物质来满足身体的需要。
大熊猫的营养需求主要包括以下几个方面：1. 蛋白质：蛋白质是大熊猫身体生长和维护所必需的重要营养物质。
大熊猫每天需要摄取约50克的蛋白质来维持身体的需求。
2. 脂肪：脂肪是大熊猫身体所必需的营养物质之一，它能够提供大量的能量，为大熊猫的生长发育提供必要的能量源。
大熊猫每天需要摄取约100克的脂肪。
肠道微生物组与健康：机制见解
肠道微生物组与健康：机制见解摘要：肠道微生物群现在被认为是有助于调节宿主健康的关键元素之一。
几乎所有的身体部位都被微生物定植，这表明与我们的器官存在不同类型的串扰。
由于分子工具和技术（即宏基因组学、代谢组学、脂质组学、宏转录组学）的发展，宿主和不同微生物之间发生的复杂相互作用正在逐步被破译。
如今，肠道微生物群偏差与许多疾病有关，包括肥胖、2 型糖尿病、肝脂肪变性、肠病（IBD）和几种类型的癌症。
因此，表明涉及免疫、能量、脂质和葡萄糖代谢的各种途径受到影响。
在这篇综述中，特别关注对该领域当前理解的批判性评估。
讨论了许多解释肠道细菌如何与保护或疾病发作有因果关系的分子机制。
我们检查了公认的代谢物（即短链脂肪酸、胆汁酸、三甲胺 N-氧化物），并将其扩展到最近确定的分子作用物（即内源性大麻素、生物活性脂质、酚衍生化合物、晚期糖基化终产物和肠联基因）及其特异性受体，如过氧化物酶体增殖物激活受体α （PPARα）和γ （PPARγ）、芳烃受体（AhR）和 G 蛋白偶联受体（即 GPR41、GPR43、GPR119、武田 G 蛋白偶联受体 5）。
总而言之，了解将肠道微生物与健康联系起来的复杂性和分子方面将有助于为已经开发的新疗法奠定基础。
人类肠道微生物组人类微生物组在这里被认为是微生物、它们的基因和产物的集合，它们从出生起就在我们体内定植并垂直转移。
虽然所有身体部位都被定植（图 1），但在肠道中发现的微生物数量最高，这已经得到了广泛的研究。
在这里，我们回顾了解决肠道微生物、其活性和介质分子如何促进我们健康的主要和最新发现。
图 1 根据不同身体部位的细菌总丰度。
不同器官中细菌数的边界，由细菌浓度和体积得出。
在健康受试者中，口腔和唾液微生物组包含数百万种微生物，这些微生物每天与我们的食物一起吞咽，但它们在肠道中的持久性受到许多因素的阻碍，包括胃的酸度、十二指肠内外胆汁酸（BA）的产生、消化酶和抗菌蛋白许多其他主要变量会影响进一步的下游微生物定植，例如 pH 值、氧浓度和氧化还原电位等化学参数、粘液、胆汁和抗体的生物产生，以及物理方面，包括肠道结构、蠕动和转运时间（图 1）。
宏基因组和宏蛋白组ppt课件
环境微生物群落多样性分析测序区域
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Shannon Ra 曲 线
物 种 累 曲 线
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环境微生物群落多样性分析测序
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环境微生物群落多样性分析测序
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环境微生物群落多样性分析测序
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环境微生物群落多样性分析测序的研究特性
• 有效的对微生物群落进行分类，物种组成以及进化关系的 分析。
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本文通过宏蛋白组学方法，揭示了贫 瘠土壤与肥沃土壤中微生物种群的不 同生物学功能： 1. 种群结构趋向一致 2. 贫瘠土壤中基因功能偏向于C源和N
源的固定 3. 肥沃土壤基因功能偏向于对腐殖质
的分解利用
作者认为宏蛋白组学能够有效 的揭示不同环境下土壤微生物 群落功能的异质性，不同的生 化趋势，不同的生物地理特征
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本文作者追踪研究了执行不同海 域任务军舰的壳体水线的生物膜 中的微生物群落物种丰度及功能 特性，阐述了微生物群落在不同 的物理、化学、地理和季节因素 下的变化和特性； 研究方式整合了宏基因组分析和 宏蛋白组分析的研究方案，为 meta-omics研究模式提供了很好 的范例。
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宏蛋白组的研究现状
(1)可以捕捉新的功能基因和代谢途径； (2)鉴定与特异胁迫有关的蛋白。蛋白质组学联合宏基因组数据可以更好地揭示环境群落分类多样 性、功能多样性和生物过程。
目前成熟的蛋白组研究手段为宏蛋白组研究提供了可靠的工具 • 2DGE-LC-MS • 2DLC-MS • Itraq • Labelfree
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• 无需培养分离菌群：
直接从环境样本中扩增核糖体rDNA高变区进行测序，解决了 大部分菌株不可培养的难题。
• 客观还原菌群结构：
专业、成熟、稳定的样本制备流程，严格控制PCR循环数， 客观还原样品本身的菌群结构及丰度比例。
炎症性肠病(IBD)中肠道微生物基因组学和代谢组学研究进展
炎症性肠病（IBD）中肠道微生物基因组学和代谢组学研究进展肠道内微生物种群与炎症性肠病发生和治疗效果关系密切。
肠道中的粘附于上皮细胞表面的细菌可以调控宿主T淋巴细胞，并影响机体免疫功能。
此外，肠道微生物的某些发酵产物如短链脂肪酸和鞘磷脂等产物也可以发挥调控宿主免疫力的功能。
近年来，随着宏基因组学技术和和微生物代谢组学技术的发展，使得我们有可能深入研究肠道微生物在IBD中所扮演的角色，为临床治疗IBD 疾病提供理论支持。
肠道微生物在人类健康中扮演重要的色，可以影响宿主各种免疫细胞的分化成熟以及固有层淋巴细胞的应答，抵抗肠道中病原微生物的定植等。
而肠道微生物种群的变化可能会影响肠道黏膜细胞神经递质合成，并直接影响肠道内环境的稳态和黏膜免疫屏障功能，以及先天和适应性免疫应答。
大量研究发现，肠道微生物可以通过其代谢产物影响多种疾病，包括IBD、动脉粥样硬化、哮喘和1型糖尿病等，但目前大部分疾病与肠道微生物之间的关系仍未完全明晰。
IBD包括克罗恩病（CD）和溃疡性结肠炎（UC），是目前研究最多的一种与肠道微生物相关的疾病。
现已发现IBD疾病的代谢中至少有200个与免疫学通路有关的关键检查点，包括天然的免疫、免疫应答和自噬。
自上世纪50年代开始，IBD西方国家中的发病率急剧升高，90年代后IBD的发病率已经趋于稳定，但整个病人数量仍很高，在西方国家的发病率高于0.3%。
此外，逐渐西方化和城市化的新近工业化国家的IBD发病率也在逐年提高。
这表明IBD的发生除与宿主遗传基因相关外还有个人生活习惯密切相关。
环境和肠道微生物能够调控宿主免疫应答并直接影响IBD的发生和发展。
患者个人体重指数、血糖水平、高密度脂蛋白以及胆固醇等对肠道微生物种群的塑造也发挥着不可忽略的作用。
其他影响IBD疾病发展的特定因素包括吸烟、饮食、药物治疗、生物钟和压力。
尤其是儿童时期长期使用抗生素会显著增加IBD的发病率。
并且上述影响因素与CD和UC的关系并不相同，表明IBD的发病机制我们并未完全了解。
肠道宏基因组检测报告解读
肠道宏基因组检测报告解读随着科学研究的发展，肠道宏基因组检测成为了了解个体肠道健康、疾病风险以及微生物状态的重要手段。
本文将为您详细解读一份肠道宏基因组检测报告，帮助您更好地了解自己的肠道状况。
一、肠道宏基因组检测简介肠道宏基因组检测是一种通过对肠道微生物DNA进行测序、分析，揭示个体肠道微生物种类、数量和功能的研究方法。
肠道微生物与人体健康密切相关，影响体重、消化、免疫等多个方面。
通过解读肠道宏基因组检测报告，我们可以了解肠道微生物的平衡状况，评估健康风险。
二、肠道宏基因组检测报告解读1.肠道微生物种类及丰度分析报告首先会展示检测到的肠道微生物种类及相对丰度。
这些微生物分为多个门、纲、目、科、属和种等级别。
不同颜色的柱状图可以直观地展示各种微生物的相对含量。
解读要点：（1）观察是否有病原微生物的存在，如沙门氏菌、大肠杆菌等。
（2）评估有益微生物的丰度，如双歧杆菌、乳酸菌等。
（3）分析微生物多样性和平衡性，微生物多样性越高，肠道健康状况越好。
2.功能基因分析肠道微生物的功能基因分析可以揭示其代谢途径、生物合成能力等。
报告会展示不同功能基因的相对丰度。
解读要点：（1）关注与疾病相关的功能基因，如炎症、肥胖等。
（2）评估有益代谢途径的活性，如短链脂肪酸的产生、维生素合成等。
（3）分析肠道微生物的代谢潜能，为调整饮食和生活方式提供依据。
3.肠道健康评估报告会根据微生物种类、功能基因等多个指标，对肠道健康进行综合评估。
解读要点：（1）评估肠道炎症、肥胖、糖尿病等疾病风险。
（2）分析肠道菌群与免疫系统的关系，了解免疫功能状况。
（3）根据评估结果，制定个性化的肠道健康管理方案。
三、肠道宏基因组检测报告的运用了解自己的肠道宏基因组报告后，我们可以：1.调整饮食结构，增加有益微生物的食物来源。
2.适当补充益生菌，改善肠道微生物平衡。
3.保持良好的生活习惯，减少肠道疾病风险。
4.定期进行肠道宏基因组检测，跟踪肠道健康状况。
宏基因组联合代谢组
宏基因组联合代谢组
宏基因组联合代谢组是一种研究方法，结合了宏基因组学和代谢组学的技术来全面了解生物系统的复杂性。
宏基因组学是对环境中所有微生物的基因组进行测序和分析，以了解微生物的多样性和功能。
这种方法可以提供关于微生物种群结构、基因功能和代谢途径的信息，有助于理解微生物与环境之间的相互作用。
代谢组学则是对生物体内的小分子代谢物进行定性和定量分析，以了解生物体的代谢状态和生理功能。
代谢组学的研究可以帮助理解微生物与环境之间的相互作用，以及微生物对环境变化的响应机制。
通过联合宏基因组学和代谢组学的方法，可以更全面地了解生物系统的复杂性，包括微生物的种群结构、基因功能、代谢途径以及小分子代谢物的变化。
这种联合分析的方法可以帮助科学家更好地理解微生物在生态系统中的作用，以及它们对环境变化的响应机制。
同时，这种研究方法也可以应用于医学领域，帮助更好地了解人体微生物群落的组成和功能，以及它们与人体健康的关系。
宏基因组+代谢组的组合应用介绍
宏基因组+代谢组的组合应用介绍
宏基因组和代谢组的组合应用是一种先进的生物技术，主要是通
过分析生物体内的基因组和代谢产物来揭示不同生态系统内的微生物
组成和功能。
其中，宏基因组是指通过高通量测序技术对微生物基因
组进行研究，以获得丰富的基因序列信息。
而代谢组则是指对微生物
代谢产物进行高通量分析，以研究微生物在不同环境中的生物代谢情况。
宏基因组和代谢组的组合应用可以帮助我们更好地理解微生物种
群的结构和功能，尤其是在复杂生态系统中对微生物变化的监测和研
究方面具有重要意义。
例如，对于海洋环境中的微生物，通过宏基因
组和代谢组的组合应用可以揭示不同微生物群落在不同海域中的分布
情况及其代谢产物的差异，有助于探索不同海域的生态系统特征和生
物多样性保护。
同时，宏基因组和代谢组的组合应用也可以用于生物医学研究中，例如对于人体肠道微生物组的研究。
通过对宏基因组和代谢组的分析，可以揭示人体肠道微生物的种类组成和代谢功能，有助于研究微生物
与人体健康之间的关系，探索肠道微生物组对于人体代谢和健康的影响。
总之，宏基因组和代谢组的组合应用是一种非常有前景的生物技术，可以在不同领域中起到重要的作用，帮助人们更好地理解生态系
统和生命现象。
肠道菌群功能及检测技术研究
肠道菌群功能及检测技术研究摘要:肠道菌群的功能主要反映在其生物屏障效应、营养效应、免疫效应等方面，在动物的胃肠道中存在着大量的微生物，经过长时间的进化，它们形成了一个动态的微生物系统，肠道菌群和有机体之间的相互作用对动物本身非常重要。
肠道菌群的检测方法是研究肠道菌群的关键和难点，目前的主要技术是分离培养、质谱测定、宏观基因组测序等，本文总结了目前肠道菌群功能的相关研究结果和方法，对几种检测技术进行了比较和分析，预测了未来可能的研究和发展方向。
关键词肠道菌群；功能；检测；技术；研究；发展方向肠道菌群即肠道中的正常微生物，是一个由近千个微生物复杂生态系统组成，在对肠道微生物的研究中，科学家们发现了大肠杆菌，并指出了它对消化的影响，一些学者认为,酸奶中富含的乳酸菌可在肠道菌群中发挥作用，并减少肠道中变质细菌的生长。
然而，微生物菌株和菌株的相对含量有显著差异，主要影响因素包括生活环境、年龄、生理状态等，此外，饮食也是造成上述差异的一个重要原因，且它相对容易改变和控制【1】。
一、肠道菌群的功能1）生物屏障作用肠道菌群的生物屏障作用即指拮抗外来致病菌的作用，肠道菌群具有保护身体和抗外来致病菌的作用，肠道菌群的这种功能被人为地分为生物屏障和化学屏障，生物屏障是指正常肠道菌群在肠道中的殖民化，对外来致病菌的殖民化和占据有影响，使它不能定居在寄主中进行生长和繁殖。
化学屏障意味着肠道菌群的代谢产物可以影响外来致病菌，或减少它们在肠道中的定落【2】。
1.营养作用肠道菌群的营养作用体现在许多方面，可消耗病原菌生长所需的各种营养，抑制外来病原菌的生长繁殖，增强宿主对外来病原菌的抵抗力，使宿主更能吸收和利用各种营养。
肠道内的正常微生物可合成人类生长和发育所必需的各种维生素，它们还可以利用蛋白质残基合成必需的氨基酸，并参与碳水化合物和蛋白质的代谢，还可以促进铁、镁和锌等矿物元素的吸收。
3）免疫作用肠道是动物与外界环境接触最多的器官之一，也是体内最大的免疫器官，如出现菌群失调，身体的免疫障碍和屏障功能会减弱，也证明肠道菌群与身体免疫的关系密切。
肠道菌群研究模型和组学技术在食品化学危害物风险评估中的应用
肠道菌群研究模型和组学技术在食品化学危害物风险评估中的应用目录1. 肠道菌群研究模型 (2)1.1 肠道菌群的基本概念 (3)1.2 肠道菌群的结构和功能 (3)1.3 肠道菌群与宿主健康的交互作用 (5)2. 组学技术 (6)2.1 组学技术概述 (8)2.2 代谢组学 (9)2.3 宏基因组学 (11)2.4 蛋白质组学 (12)2.5 转录组学 (14)3. 食品化学危害物风险评估 (15)3.1 食品化学危害物的分类 (16)3.2 危害物的来源和暴露途径 (17)3.3 危害物的健康效应评估 (19)4. 肠道菌群研究模型在食品化学危害物风险评估中的应用 (20)4.1 肠道菌群作为生物标志物 (21)4.2 肠道菌群与化学危害物的相互作用 (22)4.3 肠道菌群对化学危害物的代谢和转化 (23)5. 组学技术在食品化学危害物风险评估中的应用 (25)5.1 组学技术在食品化学危害物检测中的作用 (26)5.2 组学技术在肠道菌群研究中的应用 (27)5.3 组学技术在危害物代谢路径分析中的应用 (28)6. 案例研究 (29)6.1 某食品化学危害物对肠道菌群的影响 (31)6.2 组学技术在危害物风险评估中的成功案例 (32)7. 结论和展望 (34)7.1 肠道菌群研究模型和组学技术的重要意义 (35)7.2 未来研究方向和挑战 (36)1. 肠道菌群研究模型肠道菌群研究是食品化学危害物风险评估中的一个关键领域，因为肠道菌群对食品中潜在有害物质的代谢和生物转化起着至关重要的作用。
肠道菌群包括了大量的细菌、病毒和原生生物，构成了宿主的生态系统，其动态平衡对于宿主的生理健康至关重要。
肠道菌群对食品中常见的有害物质，如重金属、农药残留和某些化学物质的吸收、代谢和排出具有深远的影响。
研究肠道菌群的最佳方法之一是通过模型系统来模拟肠道环境的复杂性。
模型系统包括体外模型。
无菌动物模型通过消除动物体内的所有微生物来模拟一个无菌环境，从而可以研究特定化合物对宿主的影响。
肠道微生物环境微生物群落研究各种组学方法比较
肠道微生物环境微生物群落研究各种组学方法比较随着高通量测序技术的发展，肠道微生物环境的研究进入了一个全新的阶段。
组学方法如16SrRNA基因测序、宏基因组测序、转录组测序和代谢组测序等，已经被广泛应用于揭示肠道微生物群落的多样性、种类构成以及其功能和代谢特征等方面的研究。
本文将从技术原理、分析流程、研究应用以及优缺点等方面，对肠道微生物群落研究中的各种组学方法进行比较。
首先，16S rRNA基因测序是目前应用最为广泛的肠道微生物群落研究方法之一、其核心原理是通过PCR扩增细菌16S rRNA基因的V3-V4区域，并通过Illumina高通量测序平台获取大量的序列数据。
然后根据序列的相似性，将其聚类成操作单元（OTU），再通过比较不同样本中每个OTU的相对丰度，可以推断出肠道微生物群落的组成。
16S rRNA基因测序具有较高的准确性、经济性和高通量特点，可以实现对大样本量的微生物群落进行分析。
但其无法提供详细的功能和代谢信息。
相比之下，宏基因组测序可以从整个微生物群落中获得所有基因的信息，包括16SrRNA基因以外的功能性基因。
宏基因组测序通过对总DNA进行测序，可以对微生物群落的功能和代谢潜力进行研究。
其技术流程与16SrRNA基因测序相似，但需要更高的测序深度和计算资源。
宏基因组测序可以提供更全面的微生物群落信息，但对于较低丰度的菌种和功能基因可能存在查全率低的问题。
此外，转录组测序可以揭示肠道微生物群落在不同环境条件下的基因表达水平。
通过测定微生物转录本，可以洞察微生物的活动状态以及参与不同生物过程的基因表达情况。
转录组测序需要对细菌总RNA进行测序，并通过比对和拼接等分析步骤，得到基因表达水平的信息。
转录组测序可以提供微生物的功能特性信息，但对于非核酸基因的研究有一定局限性，同时需要更高的深度和资源。
最后，代谢组测序可以揭示微生物群落的代谢物组成和代谢通路的活性情况。
通过测定微生物群落中的代谢物，可以了解微生物对不同营养物质的利用情况以及其代谢产物的影响。
Nature：宏基因组关联分析综述——你想要的全在这
Nature：宏基因组关联分析综述——你想要的全在这本文转载自“锐翌基因”，已获授权。
Nature于去年7月6日紧随Science4月29日的特刊，推出业内顶级专家主笔的6篇有关“肠道菌群-宿主相互作用”的重量级综述和观点透视专辑，提供了肠道菌群在多个领域的和临床应用发展中的重要进展。
本期专辑的推出，为肠道菌群和肠道健康的研究和转化再一次摇旗呐喊。
宏基因组关联分析（MWAS）作为微生物组研究的一把利器，正在微生物与疾病研究中发挥越来越重要的作用。
今天小锐说事儿便跟大家聊聊6篇雄文中的一篇来自微生物研究领域大牛Jack A. Gilbert（美国环境、医院和家庭微生物组计划发起人，点击名字查看教授简介）主笔的综述文章，有关宏基因组关联分析在疾病领域的研究进展。
文章主旨本综述总结了疾病相关生物学过程中微生物的作用，并详细介绍了宏基因组关联分析（MWAS）方法以及它在关联微生物与疾病表型中的研究成果。
MWAS与GWAS的异同点从概念上来说，宏基因组关联分析（MWAS）与全基因组关联分析（GWAS）的确有共同点，都是将某些复杂的特征（比如物种或基因）与表型关联起来。
但是，这两者之间存在以下几个非常重要的区别：第一，微生物中的基因数量与人的基因数量比值接近100:1；第二，几乎所有的个体都具有相同的基因，但所携带的微生物种类和基因差异巨大；第三，人体的基因表达量很容易计算，而大部分微生物组数据只能通过相对丰度进行量化。
因此，微生物组分析很有难度；第四，人体基因组是不会改变的（除癌症等特殊情况），而个体所携带的微生物组在不断变化。
快速了解MWAS1.MWAS能够将物种注释到种水平，对基因进行预测及功能注释，另外还有少部分转录本和蛋白相关的分析。
2.宏基因组测序和组装为确保样品间的比较有意义，首先应保证足够测序数据量，因为被检测到的基因数会随着测序数据量的增加而增加，直到饱和。
与从肠粘膜、口腔、皮肤、阴道和胎盘这些部位采集的样品相比，粪便样品宿主污染比较少，不超过总数据量的1%。
基因组学与宏基因组学在微生物研究中的应用及进展
基因组学与宏基因组学在微生物研究中的应用及进展微生物是一类微小且广泛分布的生物，包括细菌、真菌、病毒等。
研究微生物对于人类的生活和健康具有重要意义。
随着技术的发展，基因组学与宏基因组学在微生物研究中的应用逐渐深入。
一、基因组学在微生物研究中的应用基因组学是研究基因组的学科。
基因组是一个生物体内所有基因的总体，包括DNA序列和RNA序列。
利用基因组学技术，研究人们可以对微生物进行深入的研究，了解微生物的基因组结构和功能。
1. 基因组测序基因组测序指的是对微生物的基因组序列进行测定和分析的过程。
通过基因组测序，可以了解微生物的基因组大小、基因数目、基因注释、基因功能等信息，进而推断微生物的生长环境和适应性。
2. 基因组比较基因组比较是通过比较两个或多个微生物基因组序列的相似性和差异性，来了解微生物间的亲缘关系、进化历程和适应性。
基因组比较可以拓展人们对微生物的了解，从而更好地研究微生物的生态、生理和遗传特性。
3. 基因组学应用基因组学在微生物研究中的应用非常广泛。
文献报道了基因组学技术在微生物新种发现、致病微生物的致病机制研究、微生物代谢物生产、环境微生物群落结构分析、微生物质量控制等方面的应用。
二、宏基因组学在微生物研究中的应用与进展宏基因组学指的是对未培养微生物群落的DNA序列进行测定和分析。
它利用DNA序列的信息，可以揭示未培养微生物的遗传多样性、代谢途径和生物合成潜力等信息。
1. 宏基因组学的发展历程宏基因组学技术的发展源于20世纪90年代的环境基因组学。
当时，科学家开始对环境中的微生物进行基因组分析。
但由于微生物多样性较高且未被培养的环境微生物难以分离，传统的基因组测序技术无法对这些未培养微生物进行研究。
为解决这个问题，科学家发展了针对未培养微生物群落的宏基因组学技术。
2. 宏基因组学的应用宏基因组学技术在微生物研究中的应用主要集中在以下方面：(1) 研究微生物群体结构利用宏基因组学技术分析环境微生物群体中不同微生物的DNA序列，可以了解微生物间的亲缘关系、相对数量、生境和生态角色等信息。
宏基因组联合代谢组学
宏基因组联合代谢组学
在研究方法上，宏基因组联合代谢组学通常通过高通量测序技术对微生物组和宿主代谢物进行全面、系统的分析，以获取大量的数据。
然后利用生物信息学和统计学方法对这些数据进行整合和分析，以发现微生物组与代谢物之间的关联，揭示微生物在宿主代谢调节中的作用机制。
宏基因组联合代谢组学在生物医学领域具有重要的应用前景。
通过揭示微生物组与宿主代谢之间的关联，可以为肠道微生物与肥胖、糖尿病、炎症性肠病等疾病的发病机制提供新的理论依据，为相关疾病的预防和治疗提供新的思路。
此外，宏基因组联合代谢组学也可以为个性化医学和精准医疗提供重要的支持，为疾病的早期诊断和治疗提供新的手段。
总之，宏基因组联合代谢组学是一种前沿的研究方法，具有重要的科学意义和广阔的应用前景，将为我们更深入地理解微生物组与宿主代谢之间的相互作用提供重要的技术手段和理论支持。
宏基因组 代谢组 转录组 环境微生物
宏基因组代谢组转录组环境微生物嘿，伙计们！今天我们要聊聊一个非常有趣的话题，那就是宏基因组、代谢组、转录组和环境微生物。
这些听起来很高端的词汇，其实都是在讲我们身体里的那些小伙伴们。
它们就像是我们身体里的一个小宇宙，里面有各种各样的生物在不停地运作，有的在帮忙消化食物，有的在制造能量，还有的在保护我们免受病菌的侵害。
了解这些小伙伴们的工作方式，对我们保持健康可是非常重要的哦！让我们来认识一下宏基因组。
宏基因组就是指我们身体里所有细菌、真菌和病毒的总和。
虽然它们有时候会给我们带来麻烦，比如引起感冒、肺炎等疾病，但它们也有很多好处。
比如，有些细菌可以帮助我们消化食物中的纤维素，还有一些细菌可以帮助我们制造维生素。
宏基因组就像是我们身体里的一个小工厂，生产着各种各样的产品。
我们来说说代谢组。
代谢组就是指我们身体里各种化学物质的总和。
这些化学物质可以帮助我们维持生命活动，比如能量代谢、细胞信号传导等。
代谢组的分析可以帮助我们了解身体里的化学物质是否平衡，从而判断我们的身体是否健康。
比如，如果我们的血糖水平过高，那么可能就是胰岛素分泌不足或者对胰岛素的反应太弱了。
这时候，我们就需要调整饮食和生活习惯，让身体恢复正常。
再来说说转录组。
转录组就是指我们身体里所有基因表达的总和。
基因是我们身体里的蓝图，它告诉我们如何制造蛋白质和其他生物大分子。
转录组的分析可以帮助我们了解身体里的基因是否正常工作，从而判断我们的身体是否健康。
比如，有些基因可能会导致癌症的发生，这时候我们就需要采取措施，比如手术、化疗等，来治疗癌症。
我们要聊聊环境微生物。
环境微生物就是指我们身体外的细菌、真菌和病毒。
它们生活在我们周围的环境中，比如土壤、水体、空气等。
环境微生物对我们的身体也有很大的影响。
比如，有些微生物可以帮助我们分解有害物质，净化环境；还有些微生物可以帮助我们抵抗病菌的侵害，提高免疫力。
了解环境微生物的特点和作用，对我们保持健康也是非常重要的。
熊猫不喜欢吃什么食物,大熊猫的食物有哪些
熊猫不喜欢吃什么食物，大熊猫的食物有哪些熊猫不喜欢吃什么食物大熊猫的食物里一共包括63种竹子，真不少呢。
这些竹子主要分为两个家族，一个是箣竹超族，有19种，另一个是北美箭竹超族，有44种，其中有一半的竹子是我国特有的。
大熊猫的栖息地大约有200000平方公里大，其中生长的主要是针叶林和阔叶林，而且山峦纵横交错，山水相间，温度偏低，所以竹子大多是寒温性的。
大熊猫虽然喜欢吃竹子，但是并不是没有选择地吃。
它们会挑选不同的竹子种类，不同的竹子部位来吃。
由于竹子是一种低营养，高纤维物质的食物，要挑选适合吃的就有点难。
竹子里主要的纤维类物质是纤维素、半纤维素和木质素。
半纤维素相对好消化，纤维素和木质素就不好消化了。
有一些大熊猫会挑选纤维素和木质素含量比较低的部分吃，比如竹笋和刚长出来的嫩竹叶。
另一些熊猫会挑选能快速排泄掉的竹子，这样就可以多吃，多获取营养了。
与人类一样，大熊猫也喜欢吃竹笋，不是很喜欢吃竹子的杆和老叶子。
但是由于一年中只有夏天才有竹笋吃，所以整年里，大熊猫主要吃竹叶和竹杆。
到了有竹笋的时候，大熊猫会可着劲地吃，每天吃20小时，共达40公斤！即便只是吃竹叶，也要吃掉15公斤左右。
竹笋多好吃啊，还特别好消化。
但是竹笋还有一层皮，所以熊猫要把皮剥开，只吃笋芯。
每年10月到次年4月，大熊猫基本都在啃竹叶。
如果没有鲜嫩的竹叶，比如到了冬天，也只好吃点竹杆了，至少比那些老叶子好吃。
其实，竹杆也不是一无是处，至少微量元素的含量比较高，在特殊阶段有利于补充微量元素。
在吃竹杆的时候，大熊猫喜欢吃竹杆中上比较嫩的部分，对于下半部分竹杆，大熊猫一般就直接扔掉了。
直到春末夏初，竹笋长出来的时候，大熊猫才能吃到鲜嫩的竹笋。
等到9月，天气变冷以后，竹笋没了，又只能吃竹叶和竹杆了。
为什么大熊猫喜欢吃竹笋和竹叶呢？这是因为竹笋和竹叶中含有大量蛋白质、糖和脂肪，竹笋中的含量尤其多。
而竹杆的蛋白质含量就比较少。
作为一种哺乳动物，需要很多蛋白质。
细菌宏基因组学和代谢组学
细菌宏基因组学和代谢组学
细菌宏基因组学和代谢组学是两个不同的研究领域，但它们之间
存在密切的联系。
细菌宏基因组学是一种研究环境中微生物群落基因组的方法。
它
通过对环境样本中的所有DNA 进行高通量测序，以了解其中存在的
微生物种类、丰度和功能。
细菌宏基因组学可以帮助我们了解微生物
群落如何相互作用以及它们在生态系统中扮演的角色。
代谢组学是一种研究生物体内代谢产物的方法。
它通过分析生物
体内的小分子代谢产物，以了解生物体内的代谢过程和生物代谢网
络。
代谢组学可以帮助我们了解生物体如何利用营养物质和产生能
量，以及它们如何响应环境变化。
细菌宏基因组学和代谢组学可以结合使用，以更好地了解微生物群落如何影响生物体内的代谢过程。
例如，通过分析细菌宏基因组学数据，可以了解微生物群落中存在哪些代谢途径和酶，然后通过代谢组学分析，可以了解这些代谢途径和酶如何影响生物体内的代谢产物。
这种结合可以帮助我们更好地了解微生物群落与生物体之间的相互作用，以及它们如何影响生态系统的功能。
宏基因组测序及分析
研究思路
瘘管奶牛牛
将柳枝稷样品置于牛牛的瘤胃中培 养72小小时，然后对附着在柳枝稷 样品上的所有微生生物进行行基因组 分析。
Illumina GAIIx ＋Illumina HiSeq2000 测序建库：200,300,3k,5k 双端测序：2*125、2*200、2*75
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研究结果
总共识别了27,755 与碳水水化合水水物绑定模块或具有催化功能的候选基因
物种组成16s18sits10代谢通路分析物信息分析三基因功能分析11cog注释cazyme注释物信息分析三基因功能分析12物信息分析四个性化分析基于筛选因对样品进聚类分析13什么是宏基因组研究宏基因组研究的分析流程宏基因组研究的相关应用14研究案例science
迪康金金诺NGS应用用交流会
宏基因组研究在肠道微生生物中的最新研究应用用
21
研究案例（三）
Gut：运动可能增加肠道菌群多样性 背景：研究表明，肠道菌群多样 性的减少与肥胖及其他健康问题 相关，而而肠道菌群多样性的增加 则有利于新陈代谢和免疫。
运动可能对肠道菌群的多样性产 生生有益影响。
Clarke, S.F., et al., Exercise and associated dietary extremes impact on gut microbial diversity. Gut, 2014.
22
研究思路
平均身身体质量指数（BMI），用用于衡量体重指标，运动员组被试的平均身身体质 量指数（BMI）是29.1
样本收集：
40名专业橄榄球运动员；此外还有23名是正常BMI组（BMI≤25），23名 则属于高高BMI组（BMI≥28）46个样本作为对照组。(肠道样本和血血液样本)
非靶和靶向 代谢组学;转录;蛋白组学;宏基因组学
非靶和靶向代谢组学、转录组学、蛋白组学和宏基因组学是近年来在生物医学领域中备受关注的研究方向。
这些研究方法和技术不仅为生命科学领域的研究提供了新的视角和手段，也为疾病的筛查、诊断和治疗提供了新的思路和途径。
本文将分别就这四个研究领域进行介绍，分析其在生物医学领域中的应用和发展前景。
一、非靶和靶向代谢组学1. 非靶代谢组学是指在没有预设代谢产物的假设下，全面分析生物样本中的所有代谢产物。
该技术通过质谱和核磁共振等方法对生物样本中的代谢产物进行检测和分析，从而揭示生物体内的代谢组成和代谢途径。
非靶代谢组学已被广泛应用于疾病的早期诊断、疾病机制的研究和药物的研发等领域，展现出了巨大的应用潜力。
2. 靶向代谢组学则是一种有目的地筛选和分析特定代谢产物的方法。
通过这种技术，研究者可以有针对性地对某些代谢物进行深入研究，从而更好地理解其在疾病发生发展中的作用机制。
靶向代谢组学在肿瘤研究、心血管疾病研究等方面取得了重要进展。
二、转录组学1. 转录组学是一种全面研究生物体内全部转录本的方法。
通过高通量测序技术，研究者可以获得生物样本中所有mRNA的序列信息，从而全面了解生物体内基因的表达情况和调控网络。
转录组学已被广泛应用于肿瘤、免疫系统疾病等领域，为疾病的诊断和治疗提供了重要参考。
2. 近年来，单细胞转录组学技术的发展为转录组学研究带来了新的突破。
该技术能够从单个细胞中获得转录组信息，揭示不同细胞类型和状态下的转录差异，为细胞分化、疾病发生发展等提供了重要线索。
三、蛋白组学1. 蛋白组学是一种全面研究生物体内全部蛋白质的方法。
通过质谱等技术，研究者可以了解生物样本中所有蛋白质的种类、表达水平和修饰情况，从而全面了解蛋白质在生物体内的功能和调控机制。
蛋白组学已被广泛应用于肿瘤标志物的发现、药物靶点的筛选等研究领域。
2. 磷酸化、甲基化等蛋白质修饰的研究成果为蛋白组学研究带来了新的发展方向。
研究者可以通过蛋白组学技术对这些蛋白质修饰进行深入研究，从而揭示它们在疾病发生发展中的作用机制。
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5
分析内容
1、代谢组学分析
1)差异代谢物韦恩图
2)差异代谢物KEGG通路可视化
3)差异代谢物KEGG通路富集分析
4）差异代谢物聚类分析
2、微生物多样性和代谢组学整合分析
1）相关性分析（correlation analysis）
2）普氏分析（Procrustes analysis）
6
结果报告
内容：
1)结题报告
2)结果文件
7
数据保存和递送
招标方提供硬盘，中标供应商负责拷贝数据并送至指定地点
8
完成周期
样本检测合格至项目结题：65个工作日
4
测序平台
Ilumina Hiseq测序平台进行宏基因组测序，测序过程中原装进口测序试剂盒，测序读长为PE150
5
数据质量
原始下机数据测序质量要求：要求Q20≥90%，Q30≥80%
6
数据量
每个样本至少8G clean data
7
数据质控
序列优化（Index、接头序列去除、碱基质量剪切等）、混合拼接组装
二、16个大熊猫粪便样品宏蛋白组测定
1
取样
中标供应商安排专人上门收取所有样品
2
蛋白提取和定量
Tris-饱和酚法提取蛋白，BCA法测定总蛋白含量
3
上机前处理
SDS-PAGE、还原烷基化和酶解、肽段脱盐、定量
4
液相串联质谱
Q-Exactive高级质谱，色谱分离时间180min，流速300nl/min
5
数据库搜索
3、微生物多样性和代谢组学整合分析
1)相关性分析（correlation analysis）
2)普氏分析（Procrustes analysis）
9
结果报告
内容：
1)结题报告
2)结果文件
10
数据保存பைடு நூலகம்递送
招标方提供硬盘，中标供应商负责拷贝数据并送至指定地点
11
完成周期
样本检测合格至项目结题：60个工作日
8
标准分析内容
1、基础分析
1)microPITA分析（从多样性项目中挑选具有代表性的样品进行宏基因组测序）
2)序列组装与基因预测
3)物种与功能注释
4)物种与功能组成分析
5)样本比较分析
6)物种与功能差异分析
7)关联和模型预测分析
8)基于reads的物种和功能注释
2、对于所有宏基因组测序样本进行Binning组装，拼接优势微生物基因组草图。
宏基因组数据构建的本地数据库
6
分析内容
1、使用PEAKS软件进行搜库
1)蛋白定量结果
2)物种分类注释
3)功能注释
4)差异蛋白分析
5)物种与功能组成分析
6)物种与功能比较分析
2、基于宏基因组的数据做宏蛋白数据库的注释
3、蛋白组学和代谢组学的整合分析
1)KEGG通路可视化
2)KEGG通路比较分析
3)KEGG通路富集分析
4)IPATH整合分析
5)相关性网络分析
7
结果报告
内容：
1)结题报告
2)结果文件
8
数据保存和递送
招标方提供硬盘，中标供应商负责拷贝数据并送至指定地点
9
完成周期
样本检测合格至项目结题：50个工作日
三、170个大熊猫粪便、血清样品、竹子样品代谢组学测定
1
取样
中标供应商安排专人上门收取所有样品
2
代谢物提取
采用甲醇-水，超声法提取代谢物，采用2-Chloro-D-phenylalanine内标法对提取进行质控
3
LC/MS分析信息提取
1、LC-MS分析的仪器平台为Waters公司的超高效液相色谱串
联飞行时间质谱UPLCQ-TOF/MS
2、色谱条件为：色谱柱为BEH C18柱
4
代谢物鉴定
1、4个基地的粪便，血清和竹子样本分别比较差异代谢产物，共计18组分析
大熊猫健康和寄生虫检测（大熊猫肠道微生物宏基因组、代谢组及蛋白组研究）技术参数
一、60个大熊猫粪便样品宏基因组测序
1
取样
中标供应商安排专人上门收取所有样品
2
DNA质检和片段化
利用1%琼脂糖凝胶电泳和TBS380检测基因组DNA，使用Covari