宏基因組是研究微生物群落的有效工具,但其難以將序列“歸類”到群落組成中的物種和菌株水平。與 Hi-C 技術應用到真核生物染色體水平參考基因組輔助組裝原理類似,Hi-C /3C技術可運用到宏基因組的組裝,提升宏基因組組裝結果,將宏基因組組裝 contigs 聚類物種和菌株水平:與不同細胞(微生物)相比,來源于同一個細胞(微生物)內的 DNA 分子互作更強,基于此原理可將來自于同一種微生物的 contigs 序列聚類到同一個 groups 中,并對 group 進行物種鑒定。
Hi-C 對宏基因組 bin 結果進一步聚類到物種或菌株水平
Hi-C 不僅將宏基因組結果聚類到物種和菌株水平,還可以將微生物群落中質粒、噬菌體與宿主細菌進行關聯。菌株間基因水平轉移是由各種耐藥基因的可移動遺傳元件(如質粒、整合子、噬菌體、轉座子等)介導完成,這些可移動遺傳元件可在同種和不同種細菌菌株間傳遞,從而使細菌的耐藥性得以快速傳播,受體菌表現為多重耐藥。解析宿主-質粒、宿主-噬菌體的關聯對于理解抗生素耐藥性的生態學及耐藥性基因在臨床的途徑傳播是至關重要的,也是設計和執行干預方法來減少細菌感染威脅的前提條件。
3C技術作為Hi-C技術的前身,Meta 3C同樣可用于關聯可移動遺傳元件(抗性基因、質粒和整合子)與宿主基因組。重要的是,Meta 3C是通過3種四堿基限制性內切酶(HpaII、MluCI、Sau3AI)直接對每個樣本構建3個3C文庫,不需要標記生物素,實驗過程相對簡單,并且能較好地保證菌群中多種微生物的GC覆蓋,更適用于宏基因組組裝,可彌補單純的宏基因組測序難以將序列“歸類”到群落組成中的物種和菌株水平的缺陷。Meta Hi-C聚類的污染度較低,適用于關注質粒、移動元件等生物學問題。
Meta 3C實驗流程
應用方向
1、宏基因組組裝contigs聚類到微生物種屬水平;
2、關聯可移動遺傳元件(抗性基因、質粒和整合子)與宿主基因組。
技術路線
產品參數