不同人群菌群差异分析 differences of microbial communities among human

不同人群菌群差异分析 differences of microbial communities among human
每个个体内都存在着大量的微生物，那么这些微生物之间是否存在一定的相互关系呢？基于16S rRNA基因、18S rRNA基因、ITS序列为基础，应用分子生物技术NGS高通量测序（454 FLX+，illumina HiSeq，MySeq等）帮助你解决世界各地不同区域人群之间微生物的差异、相同区域不同身体器官微生物群落的差异、不同身体状况（健康与疾病、男性与女性、吸烟与非吸烟者等）个体内微生物差异等相关问题。
研究现状：
1、Young-Do Nam等人研究韩国人肠道微生物的群落结构，并与美国人、中国人、日本人的肠道微生物数据进行比较。实验结果表明，微生物群落总体上分为五个门：放线菌门，厚壁菌门，拟杆菌门，梭杆菌门和变形菌门。UPMGA聚类分析显示，肠道微生物物种组成存在宿主特异性，但是在不同取样时间点，每个个体的微生物群落的相对丰度有一定的波动性。UniFrac分析揭示不同国家人群肠道微生物不同，但是韩国人个体之间微生物的变化很小。这些结果表明，肠道微生物群落组成与各国家成员宿主基因型和饮食习惯有关联。
Comparative Analysis of Korean Human Gut Microbiota by Barcoded Pyrosequencing
Young-Do Nam, Mi-Ja Jung, Seong Woon Roh, Min-Soo Kim, Jin-Woo Bae
PLoS ONE 2011 6(7): e22109. doi:10.1371/journal.pone.0022109
个体数量：健康的韩国人20个
取样方法：粪便样本5g，放于无菌的塑料管中，冻存在-80℃
扩增区域：16S rRNA V1-V3区
测序平台：454 pyrosequencing Genome Sequencer FLX Titanium
主要结果：
（1）Rarefaction Curve：稀释曲线确定取样深度是否合理。

（2）在门的水平上对个样本的群落结构进行分析

（3）各样本肠道微生物群落组成比较，相同个体不同时间取样结果显示群落结构相似。

（4）PCoA：不同国家个体的肠道微生物存在很大差异，但是韩国人个体间微生物差异变化很小。

2、为了研究中国人体不同身体部位微生物群落结构，Zongxin Ling等对10名21到24岁的健康中国大学生的鼻咽、唾液、手、粪便进行微生物群落分析。发现不同部位存在不同的微生物，且微生物种类可以根据部位聚类到不同的分支。这为研究中国健康人群微生物的多样性奠定了重要的基础，也为后续研究相同年龄范围内健康和疾病年轻中国人微生物群落之间的相互关系提供理论基础。
Pyrosequencing analysis of the human microbiota of healthy Chinese undergraduates
Zongxin Ling, Xia Liu, Yueqiu Luo, Li Yuan, Karen E Nelson, Yuezhu Wang, Charlie Xiang, and Lanjuan Li
BMC Genomics 2013 14:390
研究对象：10名年龄在21-24岁、身体指数BMI<24kg/m2的大学生，两个宿舍的5名男生5名女生
基因组DNA抽提方法：QIAamp® DNA Mini Kit (QIAGEN,Hilden, Germany)；QIAamp® DNA Stool Mini Kit (QIAGEN)
扩增区域：16S rRNA V3高变区
测序平台：454/Roche GS-FLX Titanium
主要结果：
（1）对鼻咽、唾液、手、粪便四种样本的测序结果进行shannon指数的统计，用以评估各部位微生物的多样性，shannon指数值越大，则微生物多样性越高。

（2）对所有志愿者鼻咽、唾液、手、粪便四种样本的测序结果进行微生物群落差异的统计，结果显示，各部位微生物群落不同，可聚类到相同区域。

（3）PCoA：结果显示，不同部位微生物群落存在差异。

（4）VEEN：志愿者各部位OTU的覆盖情况，反应样品的相似性。

（5）群落结构组成：不同部位微生物在门和属水平上的群落构成分析。

3、Emily S. Charlson等采用454焦磷酸测序的方法对29个吸烟者和33个健康的非吸烟者的左右鼻咽和口咽微生物进行分析。结果发现，吸烟者的微生物多样性显著高于健康的非吸烟者，吸烟者鼻咽和口咽的一些属的微生物的分布发生了有规律的改变，口咽中与牙周炎相关的厌氧微生物极为丰富。人体上呼吸道不同部位都存在着典型的微生物群落，但是吸烟者体呼吸道的微生物的这种分布模式发生混乱。
Disordered Microbial Communities in the Upper Respiratory Tract of Cigarette Smokers
Emily S. Charlson, Jun Chen, Rebecca Custers-Allen, Kyle Bittinger, Hongzhe Li, Rohini Sinha,Jennifer Hwang, Frederic D. Bushman，Ronald G. Collman
PloS One December 2010 | Volume 5 | Issue 12 | e15216
主要结论：
根据吸烟状况对鼻咽和口咽中微生物群落的相对丰度进行聚类分析

我们的服务内容：
项目内容
1 基因组抽提电泳检测图

2 设计并合成引物
根据测序需求，设计16S和18S的最适宜引物，添加引物接头，通过软件分析检测引物的可用性。 16S引物设计简要图

18S引物设计简要图

3 高通量测序
根据客户的需求，采用不同的测序平台进行高通量测序，Roche 454高通量测序平台、Illumina HiSeq 2500高通量测序平台、MiSeq 高通量测序平台等。
4 生物信息学分析
(1)根据barcode将大量的测序结果回归样本
(2)通过严密准确的程序，统计测序结果中的最终优化序列
(3)OUT（Operational Taxonomic Units）分布统计
(4)菌群多样性、丰度和测序深度指数计算及shannon指数曲线绘制