ไมโครไบโอมคืออะไร?
ไมโครไบโอม หมายถึง สังคมจุลินทรีย์ทั้งหมด ซึ่งประกอบไปด้วยแบคทีเรีย อาร์เคีย เชื้อรา ยีสต์ และไวรัสในสภาพแวดล้อมนั้นๆ โดยทั่วไปแล้วมีเพียงประมาณร้อยละ 1 ของจุลินทรีย์ทั้งหมดเท่านั้นที่สามารถเพาะเลี้ยงได้ในห้องปฏิบัติการ เนื่องจากข้อจำกัดทางด้านสภาวะแวดล้อม ดังนั้น การศึกษาทางด้านไมโครไบโอมจึงเป็นอีกหนึ่งทางเลือกที่จะช่วยให้เราสามารถศึกษาสารพันธุกรรมทั้งหมดของสังคมจุลินทรีย์ในสิ่งแวดล้อมนั้นได้ การศึกษาสังคมแบคทีเรียจะมุ่งเน้นไปที่การศึกษายีน 16S ribosomal RNA (rRNA) เป็นหลัก เนื่องจากเป็นยีนที่มีอยู่ในแบคทีเรียทุกชนิดและมีความแปรผันทางวิวัฒนาการต่ำ ในขณะที่ 18S rRNA นั้นเหมาะสำหรับใช้ศึกษาสิ่งมีชีวิตจำพวกยูคาริโอต ส่วน ITS นั้นมีความจำเพาะกับจีโนมของเชื้อรา จึงมักนิคมใช้ ITS ในการศึกษาสังคมรา การศึกษาไมโครไบโอมนี้จะสามารถบอกเราได้ว่า "มีสิ่งมีชีวิตชนิดใดบ้างอยู่ในสังคมนั้น" และ "สิ่งมีชีวิตเหล่านั้นได้รับผลกระทบหรือมีการเปลี่ยนแปลงไปหรือไม่ในแต่ละสภาวะแวดล้อม" การเปลี่ยนแปลงของชุมชนจุลินทรีย์ที่เกิดขึ้นอาจส่งผลกระทบต่อสุขภาพทั้งในมนุษย์และสัตว์ ตลอดไปจนถึงในสภาวะแวดล้อมนั้นๆ
บริเวณช่วง V3-V4 ของยีน 16S rRNA เป็นบริเวณที่มีความแปรผันกับจุลินทรีย์แต่ละชนิด ดังนั้นเราจึงเลือกใช้ยีนในช่วงบริเวณนี้เพื่อศึกษาความหลากหลายของแบคทีเรียในอุจจาระ ดิน หรือแม้กระทั่งในตัวอย่างน้ำ 16S DNA library จะถูกเตรียมขึ้นโดยใช้ชุด QIAseq 16S/ITS Region Panels ซึ่งสามารถช่วยเพิ่มคุณภาพของการอ่านลำดับนิวคลีโอไทด์ และยังช่วยลดการปนเปื้อนของยีนอื่นๆ ในตัวอย่างได้อีกด้วย การอ่านลำดับนิวคลีโอไทด์จะทำได้โดยใช้เครื่อง illumina MiSeq
__________
ดาวน์โหลดเอกสารส่งตัวอย่าง
___________
การวิเคราะห์ผล
วิเคราะห์คุณภาพของข้อมูล
- De-multiplexing : ตัดลำดับบาร์โค้ดจากชุดข้อมูล
- Trimming : ตัดลำดับไพรเมอร์ออกจากข้อมูล
- Filtering : ตัดข้อมูลที่มีคุณภาพต่ำออกจากทั้งเส้น forward และ reverse
- Denoising : ตัดลำดับเบสที่ไม่ถูกต้องออก หลังจากการจัดเรียงลำดับนิวคลีโอไทด์
- Merging : รวมลำดับนิวคลีโอไทด์จากเส้น forward และ reverse ให้เป็นเส้นเดียว
- Non-chimeric : ลบข้อมูลที่ประกอบด้วยลำดับนิวคลีโอไทด์ที่มีความแตกต่างกันทางพันธุกรรมตั้งแต่ 2กลุ่มขึ้นไป
- Rarefaction analysis : ประเมินจำนวนสายพันธ์ของแบคทีเรียที่ตรวจพบในตัวอย่าง
ระบุความหลากหลายของชนิดแบคทีเรียภายในกลุ่มตัวอย่าง
- Observed species : ศึกษาจำนวนแบคทีเรียในแต่ละชนิดที่พบในตัวอย่างนั้นๆ
- Chao1 : ศึกษาความหลากหลายของชนิดแบคทีเรียที่พบในตัวอย่างนั้นๆ
- Shannon : ศึกษาการกระจายตัวของแบคทีเรียแต่ละชนิดที่พบในตัวอย่างนั้นๆ
- Phylogenetic diversity whole tree : ศึกษาความหลากหลายของชนิดแบคทีเรียโดยอาศัยข้อมูลความแตกต่างทางวิวัฒนาการ
ระบุความหลากหลายของประชากรแบคทีเรียระหว่างกลุ่มตัวอย่าง
- Principle coordinate analysis (PCoA) : วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้พื้นฐานจากแตกต่างของประชากรแบคทีเรียในแต่ละกลุ่มตัวอย่างมาทำการวิเคราะห์จัดกลุ่มตัวอย่าง
- Non-metric multidimensional scaling (NMDS) : วิเคราะห์ข้อมูลโดยใช้พื้นฐานจากความแตกต่างของประชากรแบคทีเรียในแต่ละกลุ่มตัวอย่างมาทำการวิเคราะห์จัดกลุ่มตัวอย่างเช่นเดียวกับ PCoA แต่วิธีการนี้จะใช้เป็นแบบ non-metric
การจัดหมวดหมู่อนุกรมวิธาน
- Bar chart : แสดงการจัดหมวดหมู่อนุกรมวิธานในรูปแบบแผนภูมิแท่ง
- Krona plot : แสดงการจัดหมวดหมู่อนุกรมวิธานในรูปแบบแผนภูมิวงกลม
Linear discriminant analysis effect size (LEfSe) และ Cladogram
- ระบุหาชนิดของแบคทีเรียที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญเพื่อใช้เป็นตัวชี้วัดทางชีวภาพระหว่างกลุ่มตัวอย่าง
__________
ดาวน์โหลดตัวอย่างรายงาน 16S rRNA
___________
