생물권은 주로 미생물이지만, 대부분의 미생물 세계는 여전히 terra incognita 입니다. . 그러나 그것은 변화하고 있습니다. 환경과 인간으로부터 각각 샘플링 된 미생물의 시퀀싱 기반의 미생물-미생물학 및 미생물학은 지난 10 년 동안 연구와 홍보의 폭발을 보았다. 그러나 그들은 주로 박테리아에 중점을 둡니다. 거의 모든 습한 환경에서 발견되는 다양한 단일 세포 진핵 생물 배열에 대한 포괄적 인 단어 인 원단은 어디에나, 생태 학적으로 중요하며 의학적으로 중요한 임에도 불구하고 훨씬 덜 관심을 받았다.
.예를 들어, 녹색 조류와 같은 광합성 원산자는 지구의 주요 산소 생산자 중 하나이며 수생 식품 사슬의 기초입니다. 아메바 및 파라 모움과 같은 비 광성 합성 상대는 수생 및 지상 식품 사슬의 기본 및 박테리아의 포식자 일 것입니다. 그들은 또한 자유 생활 모드와 셀룰로오스를 분해하는 특정 곤충 장의 상호 주민으로서 유기물의 중요한 분해 자입니다. 일부 프로테이스트 종은 공중 보건 및 경제적 결과를 파괴하여 숙주 식물 및 동물과의 기생 및 병원성 관계를 발전 시켰습니다. 여기에는 말라리아, 설사 질환, 수면병 및 leishmaniasis로 알려진 종이가 포함되며, 장기 기생충 giardia 과 같은 치명적이지만 일반적이고 쇠약 한 작용제가 포함됩니다. 그리고 성적으로 전염 된 기생충 Trichomonas vaginalis. 다수의 병원성 원생자는 동물원으로 동물 보건에 대한 걱정스러운 특성입니다.
'-OMIC'설문 조사에서 프로테이스트를 상대적으로 무시하는 한 가지 이유는 박테리아에 중점을 둔 작업과 달리 분류 학적으로 다양한 샘플에서 원생적 DNA를 분석하기위한 표준화 된 프로토콜과 마커가 없기 때문입니다. 미생물 량 샘플에서, 프로 티스트 서열은 압도적 인 양의 숙주 및 박테리아 DNA 속에서 구별되어야한다. 환경 샘플의 메타 게놈 조사에서 박테리아, 바이러스, 곰팡이, 식물 및 동물의 서열과 유사하게 경쟁합니다. 그러한 환경 중 하나는 하수이며 인간이 사는 곳에서 순환하는 동물성 원생 동물을 모니터링하는 데 잠재적으로 유용한 소스입니다. 그러나 원료 하수에서 다양성을 정확하게 추정하는 것은 엄청난 도전입니다.
원시 하수에서 동물원 원 프로테자 시퀀싱
최근 논문에서 뉴욕 대학교 유전체학 및 시스템 센터의 연구원 들이이 도전에 참여했습니다. 그들은 특히 동물성 종에 중점을 둔 하수의 원 주자를 감지하기 위해 시퀀싱 기반 워크 플로우를 개발하고 최적화했습니다. 먼저, 그들은 공지 된 혼합 분류군 세트에서 프로테자를 식별하기 위해 18S 리보솜 RNA의 2 개의 가변 영역 V4 및 V9에 대한 '범용'PCR 프라이머의 유용성을 평가했다. 이 '모의 커뮤니티'를 만들려면 23 종의 프로 티스트, 곰팡이 및 척추 동물의 V4 및 V9 영역을 증폭시키고 시퀀싱하고 시퀀스를 하나의 세트로 결합하여 Qiime 미생물 커뮤니티 분석 소프트웨어 패키지의 클러스터링 알고리즘을 사용하여 OTU ( o 로 맹목적으로 그룹화했습니다. 일회성 t axonomic u nits) 유사성에 의한. 비교를 위해 V4 및 V9 서열에 대해 각각 20 및 18 OTU를 생성했습니다.
그런 다음 OTU는 공개 Silva RRNA 서열 데이터베이스의 서열과 시퀀스를 일치시켜 '이름 지정'되었다 (프로테이스트 서열 커버리지를 수정하고 개선하기 위해 큐 레이션이 필요한 것으로 입증 됨). 그런 다음 소프트웨어 할당 된 이름을 각 OTU에서 실제 알려진 시퀀스 소스와 비교했습니다. 20 V4 OTU는 모두 속 수준에서 올바르게 확인되었으며, 하나를 제외한 모든 사람은 종 수준에서 올바르게 식별되었습니다. 18 V9 OTU 중 16 개는 속 수준으로 올바르게 확인되었고, 11은 종 수준으로 올바르게 식별되었다. 이 결과는 두 18S rRNA 영역이 분류 학적으로 광범위한 서열의 혼합물 내에서 종종 종 수준까지의 프로테이스트를 해결할 수 있음을 보여 주었다.
.Maritz et al . 그런 다음 V4 및 V9 프라이머를 뉴욕시에있는 아파트 단지의 유출 샘플을 사용하여 원시 하수의 원수 조사를위한 최적화 된 파이프 라인 개발에 통합했습니다. 이 파이프 라인에는 샘플 수집, DNA 추출, 18S rRNA PCR 및 V4 및 V9 DNA 라이브러리 준비, Illumina 딥 시퀀싱, Illumina Reads, OTU 생성 및 분류 및 커뮤니티 다양성 분석을위한 최적화 된 단계가 포함됩니다. 시행 착오를 통해, 그들은 PCR 증폭 단계 동안 척추 동물 차단 프라이머 (놀랍게도 무척추 동물 시퀀스를 차단 함)의 사용과 결합 된 1mL 부피의 신선한 비축 하수에서 당일 DNA 추출을 발견했다. V4 및 V9 프라이머 세트는 탐지의 힘이 서로 겹치고 보완되면서 샘플에 사용하는 것이 좋습니다.
자유 생활 박테리아 와이빙 섬모 및 편모는 하수의 원 골수를 지배하는 것으로 밝혀졌지만, 다양한 기생충, 동물원 및 잠재적으로 병원성 원생 동물의 DNA 시그니처는 트리코 모나 드의 인간 장 감염 원인을 포함하여 낮은 수준에서 검출되었다 ( pentatrichomonas ), amoeboid ( entamoeba ), apicomplexan ( cryptosporidium ) 및 Heterokont ( Blastocystis ) 혈통뿐만 아니라 새 트리코모나드, 고양이/인간 기생충 Toxoplasma .
원시 하수의 많은 OTU가 미확인 된 18S 데이터베이스에 남아있는 간격과 미생물 진핵 생물 세계의 서열 범위에서 추론을 나타내는 것은 사실입니다. 시퀀싱 기반 설문 조사는 탐지 된 유기체가 살아 있거나 죽었는지 말해 줄 수 없으며, 아마도 자주 변화하는 인구의 '스냅 샷'일뿐입니다. 그러나 Maritz et al. 하수에서 시간이 지남에 따라 프로 티스트 인구 트렌드를 추적하는 실용적인 방법을 약속합니다 - 공중 보건에 대한 잠재적 이익.
이러한 결과는 하수에 원생을 특성화하기위한 18S RRNA 워크 플로 (RRNA Workflow)라는 제목의 기사에 설명되어 있으며, 미생물 생태학 저널에 초점을 맞춘 동물성 트리코 모나 드에 중점을 둡니다. . 이 작품은 뉴욕 대학교에서 Julia Maritz와 Jane Carlton이 주도했습니다.
