随着测序技术的发展，人们对微生物的了解逐步加深；

特别是近年来人们对肠道微生物的关注，定植在人体内的微生物数量与人体细胞数量相媲美；这些微生物主要定植在下消化道；

所以今天与大家分享一些最近学习的微生物组学知识，领略一下这门研究的来龙去脉；

大年初一已经过去，你的假期电量只剩下百分之五十哦~

是不是慌得一笔~

赶紧拿出小本本，学习今天的微生物组学小知识~

微生物是什么？

肉眼难以看清，需要借助光学显微镜或电子显微镜才能观察到的一切微小生物的总称，如细菌、病毒、真菌；

随着人们对微生物的认识，这些小东西与人类密切相关，人体微生物广泛分布于肠道、口腔、皮肤、支气管、生殖道、器官组织，甚至有学者称血液中也有微生物；

她们有令人厌恶的一面，如我们最熟悉的这两年限制我们出去浪的新型冠状病毒，让我们美味的食物变质；

但也有很多好处，如制造出美味的葡萄酒、松软的馒头；

说得我都有点饿了……

近年来，人们发现肠道微生物对人体各类疾病，免疫都发挥着重要作用；

随着测序技术的进步，微生物的研究也进入了组学时代；

那么如何运用微生物组学研究某类疾病或某种条件下微生物的影响呢？

这里以疾病A为例，假设我们采集了疾病A和正常人的粪便；因为正常人粪便很难采集到，毕竟没病谁去医院检查粪呢，吃饱了撑的？所以这里正常人也可以选择“未得A病的人”；

1. 微生物种类差别？

首先，我们先通过提取A和正常人粪便的DNA，这个工作可以交给公司；

为了了解A粪便微生物种类是否与正常人不同，可以使用16S测序，获得粪便中微生物的界门纲目科属种信息；

16S rRNA

是细菌上编码核糖体RNA (rRNA)相对应的DNA序列，存在于所有细菌的基因组中；16S rRNA含有9个高边区，通常测V4或V3-V4区，300-400bp；

对V4或V3-V4区扩增后测序，再将测序后的序列聚类，如相似度高于97%的视为一类，当作同种微生物，然后把序列在数据库中搜索，即可判断出每类微生物是啥；

通过比较A和正常人微生物种类多少、类型的差异即可判断疾病A是否与肠道微生物相关；

2. 微生物群的功能？

16S rRNA测序只能得出微生物种类，不过通过再搜索这些类别微生物的基因组信息，也可以得到该微生物群含有那些功能基因，可能发挥怎样的功能，如脂肪酸分解？

16S rRNA测序比较便宜，三百左右一个样品，如果你资金充足，也可以选择宏基因组测序，也就是把所有微生物的基因都测了，三千左右一个样品，所以建议先16S rRNA测序，再挑选代表性样品进行宏基因组测序，如果你有钱的话~

宏基因组测序可以得到疾病A所有微生物的基因功能注释和代谢通路；

3. 宏转录组

我们知道基因发挥功能是这样的过程：

DNA --> RNA -->蛋白质

只测基因组，并不能确定这些基因是否转录成RNA，发挥功能，所以红转录组应运而生；

同样的，蛋白质组学我这里就不叨叨了；

4. 微生物代谢组

微生物最终影响肠道，是通过她们的代谢产物；

所以对微生物的代谢产物分析，是最直观的，了解微生物与疾病关系的因素；

以上，就是经典微生物组学研究的大致套路：

16S rRNA测序 --> 宏基因组 --> 转录组 --> 代谢组

如果你有钱，又闲，同时有对科研的满腔热血，那么微生物组学是你的不二之选~

最后，祝大家牛年大吉！多发牛文章！