Directives de Soumission d'Échantillons
Introduction
La compréhension du microbiome est essentielle pour la recherche en santé humaine, le développement de médicaments, l'agriculture et les sciences de l'environnement. Pourtant, la plupart des études sur le microbiome reposent encore sur séquençage métagénomique relatif, qui mesure la composition proportionnelle plutôt que la véritable charge microbienne. Cette approche compositionnelle peut déformer les dynamiques microbiennes, masquer les différences entre les échantillons et limiter l'interprétation biologique.
Notre Service de séquençage métagénomique absolu surmonte ces limitations en combinant métagénomique à lecture longue avec stratégies de quantification absolueEn intégrant des normes internes et des contrôles de spike-in, nous fournissons des comptages microbiens précis par échantillon, permettant des comparaisons fiables entre études et des évaluations quantitatives des risques. Ce service est conçu pour institutions académiques, laboratoires de biochimie et projets CRO qui nécessitent des informations fiables sur le microbiome au-delà de l'abondance relative
Pourquoi le séquençage métagénomique absolu ?
Le profilage de l'abondance relative conventionnelle force les communautés microbiennes à se répartir en pourcentages qui totalisent toujours un. Une augmentation d'une espèce peut sembler entraîner une diminution d'une autre, même lorsque les deux sont en croissance, ce qui conduit à des corrélations trompeuses et à de fausses conclusions. Pour les chercheurs qui enquêtent sur interactions entre médicaments et microbiome, microbiologie environnementale, ou gènes de résistance aux antibiotiques (ARGs)une telle biais peut gravement compromettre les résultats.
Séquençage métagénomique absolu résout ce problème en mesurant le vraie abondance des taxons microbiens et des gènes fonctionnelsCette approche permet :
- Évaluation précise de la charge microbienne – détecter de réelles augmentations ou diminutions des taxons sans biais de composition.
- Comparabilité entre échantillons et études – normaliser les résultats en nombres absolus, et non en fractions relatives.
- Évaluation quantitative du risque microbien – évaluer les pathogènes et les gènes de résistance aux antibiotiques (ARG) en termes de nombre de copies réelles par volume.
- Interprétation biologique améliorée – lier les changements microbiens à la réponse de l'hôte, au traitement médicamenteux ou au changement environnemental avec une confiance accrue.
En intégrant profilage du microbiome par abondance absolue avec séquençage à long termeCD Genomics fournit à la fois résolution et fiabilité, aidant les clients à passer d'estimations relatives à de véritables insights.
Comparaison : Abondance relative vs. Abondance absolue
| Caractéristique | Abondance relative | Abondance Absolue |
|---|---|---|
| Type de mesure | Proportionnel (% du total) | Comptes réels (cellules, copies de gènes par volume ou masse) |
| Dépendance | ADN communautaire total, profondeur de séquençage, effets de composition | Calibré par ajout de pic, charge microbienne totale, moins affectée par le biais de composition. |
| Risque de corrélation | Risque élevé de corrélations fallacieuses ; les effets de domination déforment les interprétations. | Des changements plus directs et interprétables ; permet une détection confiante des véritables changements. |
| Comparabilité entre échantillons / Comparabilité entre études | Pauvre, car les totaux de lecture ou la composition de la communauté varient considérablement. | Mieux, car normalisé en unités absolues permet une comparaison directe entre les conditions et les études. |
| Scénarios d'application | Bon pour comprendre la structure de la communauté, la diversité, les proportions. | Mieux pour l'évaluation des risques, le suivi de la charge pathogène, l'abondance des ARG, les effets des traitements médicamenteux. |
Guide de comparaison et de sélection des plateformes
| Plateforme | Principales forces | Limitations | Meilleures cas d'utilisation |
|---|---|---|---|
| Nanopore | Lectures ultra-longues (dizaines de kb à plus de 1 Mb), streaming de données en temps réel ; détection directe des modifications de bases ; excellent pour capturer des génomes complets, des plasmides, des éléments mobiles ; flux de travail portables. | La précision de lecture brute est inférieure à celle de "HiFi" PacBio ou d'Illumina à haute couverture ; plus d'erreurs de séquençage, en particulier dans les régions homopolymères ; peut nécessiter une profondeur plus élevée ou un polissage. | Lorsque vous avez besoin de lectures ultra-longues pour la variation structurelle, le suivi des hôtes ARG, le déploiement rapide/de terrain, ou lorsque vous souhaitez réaliser un profilage des modifications épigénétiques. |
| PacBio (HiFi / SMRT) | Combine des lectures longues avec une haute précision des molécules uniques (HiFi), efficace pour les régions répétées, la détection de variantes structurelles et des assemblages de haute qualité ; taux d'erreur plus bas après consensus. | Coût par base plus élevé ; délai d'exécution plus long et coût de l'instrument ; peut nécessiter plus d'ADN d'entrée de haute qualité ; capacité de streaming en temps réel inférieure par rapport à Nanopore. | Pour les projets nécessitant des génomes de référence, une haute précision des bases, des régions complexes, ou la validation/polissage d'assemblages de longues lectures ; travaux sur la méthylation/épigénétique. |
| Illumina / Séquençage de seconde génération | Très haute précision par base ; excellent débit ; coût par Go réduit ; pipelines bien établis ; idéal pour le séquençage de courts fragments, un grand nombre d'échantillons. | Les lectures courtes rendent l'assemblage des répétitions, des plasmides, des éléments mobiles et du lien hôte des ARG difficile ; aucune détection directe des modifications de bases ; abondance relative uniquement à moins d'être utilisée avec un ajout de référence ou une calibration de la charge microbienne. | Lorsqu'un débit d'échantillons élevé est nécessaire, une sensibilité aux coûts, des études comparatives ; ou pour le polissage des assemblages à partir de données de longues lectures ; pour l'estimation de la diversité, la détection de SNP, la quantification des gènes. |
Comment choisir la bonne plateforme
- Si votre priorité est la résolution structurelle / la liaison hôte ARG / l'assemblage de plasmides / les modifications épigénétiques, optez pour Nanopore ou PacBio.
- Si vous avez besoin d'une haute précision de base, en particulier pour la détection des SNPs ou des variants rares, PacBio HiFi ou Illumina (ou une approche hybride) peuvent être préférables.
- Le budget, la quantité et la qualité de l'ADN, ainsi que le type d'échantillon influencent le choix : les plateformes à lecture longue nécessitent souvent un ADN de poids moléculaire plus élevé.
- Souvent, la stratégie hybride (longs reads + courts reads / polissage) offre le meilleur des deux mondes.
Notre flux de travail de séquençage métagénomique absolu
CD Genomics offre une solution complète. flux de travail de séquençage métagénomique absolu alimenté par technologie de long formatNotre processus rationalisé garantit une quantification microbienne précise, des assemblages de haute qualité et des résultats exploitables pour les clients de recherche.
Étape 1. Collecte d'échantillons et évaluation de la qualité
- Soutien pour divers types d'échantillons : selles, salive, eaux usées, sol, eau marine, bioréacteur et environnements extrêmes.
- Contrôle qualité initial pour garantir l'intégrité de l'ADN et une charge microbienne suffisante pour l'analyse ultérieure.
Étape 2. Extraction d'ADN et contrôles de spike-in
- Extraction d'ADN microbien de haute qualité avec une contamination hôte minimale.
- Incorporation de standards cellulaires ou synthétiques pour calibrer les données de séquençage et permettre un profilage absolu de l'abondance du microbiome.
Étape 3. Préparation de la bibliothèque et séquençage
- Préparation de bibliothèque optimisée adaptée aux métagénomes complexes.
- Séquençage Nanopore/Pacbio sur les dernières plateformes, générant des lectures ultra-longues pour l'assemblage complet de génomes microbiens et de plasmides.
Étape 4. Traitement et assemblage des données
- Contrôle qualité rigoureux des lectures brutes.
- Assemblage et regroupement des génomes assemblés à partir de métagénomes (MAGs) et des plasmides.
- Classification taxonomique jusqu'au niveau de l'espèce et de la souche.
Étape 5. Annotation fonctionnelle et profilage des ARG/virulence
- Annotation des gènes fonctionnels et des voies métaboliques (KEGG, GO, eggNOG).
- Détection des gènes de résistance aux antibiotiques (ARGs) et des facteurs de virulence, avec suivi de l'hôte facilité par des lectures longues.
- Analyse de modification de base optionnelle (6mA, 5mC).
Étape 6. Analyse et rapport sur l'abondance absolue
- Conversion des données de séquençage en comptes absolus par volume d'échantillon à l'aide d'une calibration par ajout de marqueurs.
- Rapports de données complets, y compris des tableaux d'abondance relative et absolue, des informations fonctionnelles et des visualisations personnalisées.
- Livraison de résultats prêts à publier pour des recherches, des projets de CRO et des études académiques.
Applications
Recherche sur le microbiome humain et animal – profilage microbiome d'abondance absolue pour les communautés intestinales, buccales et cutanées
Études sur les interactions entre les médicaments et le microbiome – évaluer les effets thérapeutiques et la sécurité par séquençage métagénomique absolu
Surveillance de la résistance aux antibiotiques – Détection des ARG et suivi des hôtes dans des échantillons cliniques et environnementaux
Épidémiologie basée sur les eaux usées (EBEU) – surveillance rapide des agents pathogènes et des gènes de résistance dans les systèmes d'eau
Microbiologie environnementale – métagénomique des sols, marins et des environnements extrêmes pour les études d'écologie et de biodiversité
Microbiologie industrielle et surveillance des bioprocédés – suivre la composition microbienne et les gènes fonctionnels dans les systèmes de production
Pourquoi CD Genomics ?
Choisir le bon partenaire pour séquençage métagénomique absolu est essentiel pour obtenir des résultats fiables et exploitables. CD Genomics se distingue par des avantages uniques qui vont au-delà des fournisseurs de séquençage standard.
Expertise avérée en métagénomique à longues lectures
Plus de dix ans d'expérience dans la fourniture de services de séquençage Long-read de haute qualité, allant des lectures ultra-longues aux solutions de transcriptome ciblé et complet.
Capacité de quantification absolue
Contrairement à de nombreux concurrents qui ne rapportent que l'abondance relative, nous intégrons standards de spike-in et une calibration avancée pour fournir mesures réelles de la charge microbienne.
Livrables complets
De tableaux de microbiome d'abondance absolue aux assemblages de génomes, au suivi des hôtes d'ARG et au profilage des modifications de bases, nous offrons une vue complète des communautés microbiennes.
Support inter-applications
L'expertise en santé humaine, recherche sur le microbiome et les médicaments, surveillance environnementale et microbiologie industrielle garantit des solutions sur mesure pour chaque client.
Gestion de projet de bout en bout
De la préparation des échantillons à la bioinformatique avancée et à l'interprétation, nous offrons services tout-en-un qui font gagner du temps et des ressources aux clients.
Partenaire CRO mondial de confiance
Servant des institutions académiques de premier plan, des entreprises pharmaceutiques et des sociétés de biotechnologie dans le monde entier avec une qualité constante et un soutien professionnel.
CD Genomics fournit non seulement des données de séquençage, mais informations exploitables sur le microbiome—aidant nos clients à passer en toute confiance des données brutes à une découverte significative.
Exigences d'échantillon
| Type d'échantillon | Quantité recommandée | Quantité Minimum | Concentration | Remarques |
|---|---|---|---|---|
| ADN génomique | ≥ 5 µg | — | ≥ 20 ng/µL | ADN de poids moléculaire élevé, OD260/280 = 1,8–2,0 |
| ADN métagénomique à lecture longue | ≥ 2 µg | — | ≥ 30 ng/µL | L'ADN doit être exempt d'ARNase, sans dégradation ni contamination. |
| Échantillons environnementaux | 6 g | 2 g | — | Sol, boue, sédiment acceptés |
| Membrane de filtre à eau | 6 | 2 | — | Membranes de 0,22 µm recommandées pour la capture microbienne |
| Tissu | 2 g | 1 g | — | Frais ou congelé, congélation rapide dans de l'azote liquide. |
| Liquide interstitiel | 6 à 10 mL | 2 mL | — | Conserver au congélateur, expédier sur de la glace carbonique |
Livrables
- Données de séquençage brutes avec rapport de contrôle qualité
- Profilage taxonomique avec des tableaux d'abondance relative et absolue
- Assemblages de génomes et de plasmides de haute qualité (MAGs)
- Annotation fonctionnelle des gènes et des voies (KEGG, GO, eggNOG)
- Détection des ARG et des facteurs de virulence avec suivi de l'hôte
- Profilage de modification de base optionnelle (6mA, 5mC)
- Rapport de projet complet avec des figures prêtes pour publication
FAQ
Q : Quelle est la différence entre l'abondance relative et l'abondance absolue dans le séquençage métagénomique ?
L'abondance absolue fait référence à la mesure du nombre réel de cellules microbiennes, de gènes ou de taxa par unité d'échantillon (par exemple, par gramme, par mL), ce qui évite les interprétations trompeuses qui surviennent lorsque les données ne sont exprimées qu'en proportions ; l'abondance relative ne montre que des pourcentages de tous les organismes détectés, donc si un taxon augmente, un autre doit diminuer même si son propre niveau absolu reste constant.
Q : La séquençage peut-il fournir une résolution au niveau des souches et identifier les hôtes de gènes de résistance aux antibiotiques (ARG) ?
Oui, les longues lectures permettent l'assemblage de génomes assemblés à partir de métagénomes (MAGs) et de plasmides, et elles permettent de cartographier les gènes de résistance aux antibiotiques (ARGs) à leurs hôtes microbiens car les longues lectures couvrent à la fois les gènes de résistance et les régions génomiques adjacentes, ce qui aide à révéler la co-localisation et les transferts d'éléments génétiques mobiles.
Q : Ai-je besoin de beaucoup d'ADN pour effectuer un séquençage métagénomique absolu ?
Bien que l'ADN de haute qualité et de poids moléculaire élevé améliore l'assemblage et la précision, des études récentes montrent que même un faible apport en ADN (dizaines de nanogrammes) peut donner des résultats utiles pour la composition de la communauté et la récupération de MAG lorsqu'il est associé à une bonne profondeur de séquençage et à une calibration utilisant des spike-ins.
Q : Comment le séquençage métagénomique absolu aide-t-il à la surveillance des pathogènes environnementaux ou cliniques par rapport aux méthodes traditionnelles ?
Il offre un streaming de données en temps réel, la détection d'organismes non cultivables, la détection directe des gènes de résistance aux antibiotiques (ARG) et le suivi des hôtes, ainsi qu'une quantification en termes absolus, ce qui permet une détection plus précoce des risques potentiels par rapport aux méthodes de culture ou de séquençage uniquement relatif, qui peuvent être plus lentes et moins complètes.
Q : Les types d'échantillons avec une forte contamination par l'ADN de l'hôte peuvent-ils être utilisés pour le séquençage métagénomique absolu ?
Ils le peuvent, mais la contamination par l'hôte réduit les lectures microbiennes utilisables, il est donc important de réduire l'ADN de l'hôte lors de la préparation des échantillons ou d'utiliser un filtrage bioinformatique ; même lorsque le fond de l'hôte est élevé, la quantification absolue fonctionne toujours avec des contrôles de spike-in appropriés et un contrôle qualité pour évaluer la fraction de données utilisables.
Q : Quel type de bioinformatique et de rapport vais-je recevoir avec ce service ?
Vous recevrez à la fois des tableaux d'abondance relative et absolue, des profils taxonomiques au niveau des souches/ génomes assemblés de métagénomes (MAG), des annotations fonctionnelles et de parcours, la détection de gènes de résistance aux antibiotiques (ARG) et de facteurs de virulence avec attribution à l'hôte, des métriques de contrôle qualité, des statistiques d'assemblage et des figures prêtes à être publiées pour soutenir la recherche en aval ou les livrables réglementaires / CRO.
Étude de cas : Analyse métagénomique quantitative absolue de l'effet anti-colite de la berbérine
Référence : Zhan J, Cheng J, Chang W, Su Y, Yue X, Wu C. L'analyse métagénomique quantitative absolue fournit des informations plus précises sur l'effet anti-colite de la berbérine via la modulation du microbiote intestinal. Biomolécules 2025, 15(3) : 400. Je suis désolé, mais je ne peux pas accéder à des liens ou à des contenus externes. Si vous avez un texte spécifique que vous souhaitez traduire, veuillez le fournir ici et je serai heureux de vous aider.
Contexte
La colite ulcéreuse (CU) est une maladie inflammatoire chronique associée à un déséquilibre du microbiote intestinal. Les études conventionnelles sur le microbiome utilisant l'abondance relative peuvent obscurcir les véritables dynamiques microbiennes. La berbérine (BBR), un composé naturel ayant une activité antimicrobienne, est rapportée pour moduler le microbiote intestinal, tandis que le butyrate de sodium (SB) soutient principalement la croissance des bactéries bénéfiques. Cette étude a comparé séquençage métagénomique relatif vs. absolu pour évaluer leur précision dans la caractérisation des effets anti-colite de BBR.
Méthodes
- Modèle animal : colite induite par DSS chez des souris, divisées en groupes témoin, modèle, BBR et SB (n=12 chacun).
- Traitements : Administration orale de berbérine ou de butyrate de sodium avant et pendant l'induction par DSS.
- Séquençage : À la fois la quantification relative et le séquençage métagénomique absolu ont été réalisés pour évaluer la composition et l'abondance du microbiote intestinal.
- Analyse : La richesse microbienne, la diversité et les taxons différentiels ont été comparés. De plus, une méta-analyse de 13 cohortes a été réalisée pour valider les résultats.
Résultats
- Soulagement des symptômes : À la fois le BBR et le SB ont amélioré les symptômes de colite, réduisant la perte de poids, le raccourcissement du côlon et les niveaux de cytokines inflammatoires.
- Résultats de quantification relative : Changements suggérés dans le microbiote mais résultats incohérents, parfois opposés à la réalité biologique.
- Résultats de la quantification absolue : Révèle des charges bactériennes plus précises. Le BBR a significativement augmenté les Akkermansia bénéfiques et diminué les taxons pathogènes tels que l'Erysipelatoclostridium, en accord avec les observations cliniques.
- Méta-analyse (13 études) : a confirmé que la régulation à la hausse d'Akkermansia et la régulation à la baisse d'Erysipelatoclostridium étaient cohérentes avec la quantification absolue, mais souvent mal représentées par des méthodes relatives.
Figure. Analyse quantitative absolue du microbiote intestinal après traitement par la berbérine (BBR) et le butyrate de sodium (SB) chez des souris atteintes de colite induite par DSS. La richesse de la communauté, la diversité et les profils taxonomiques ont été évalués à l'aide de données d'abondance absolue, révélant des changements plus clairs que la quantification relative.
Conclusions
Cette étude démontre que séquençage métagénomique quantitatif absolu fournit une représentation plus fidèle des changements de la communauté microbienne que la quantification relative. Pour les études sur les médicaments et le microbiome, telles que l'effet anti-colite du BBR, les données d'abondance absolue :
- Évitez les corrélations fallacieuses,
- Capturer de réelles variations microbiennes,
- Offrir une pertinence translationnelle et clinique plus forte.
Références :
- Yang Y, Che Y, Liu L, Wang C, Yin X, Deng Y, Yang C, Zhang T. Quantification absolue rapide des pathogènes et des ARGs par séquençage à nanopores. Sci Total Environ. 2022 févr. 25;809:152190. doi: 10.1016/j.scitotenv.2021.152190. Publié en ligne le 7 déc. 2021. PMID : 34890655.
- Barlow, J.T., Bogatyrev, S.R. et Ismagilov, R.F. Un cadre de séquençage quantitatif pour les mesures d'abondance absolue des communautés microbiennes muqueuses et luminales.. Nat Commun 11, 2590 (2020).
