Le séquençage d'amplicons 16S en pleine longueur offre une nouvelle perspective pour la recherche en microécologie.

Basé sur PacBio et Nanopore la plateforme de séquençage, la diversité microbienne peut être révélée par amplification en longueur complète de toutes les régions variables V1-V9 de l'ARNr 16S dans les procaryotes ou les régions hautement variables de l'ARNr 18S ou les régions ITS chez les eucaryotes en utilisant la méthode de séquençage en temps réel à molécule unique, ce qui peut non seulement améliorer la résolution de l'identification des espèces, mais aussi améliorer la précision de l'identification de la composition microbienne dans les échantillons, afin de refléter de manière plus complète la structure de la communauté microbienne.

Séquençage complet de l'ARNr 16S pour une prédiction des espèces plus précise

Récemment, des chercheurs ont utilisé des communautés bactériennes simulées, des selles de 4 personnes en bonne santé et 381 souches isolées pour réévaluer le potentiel taxonomique du gène 16S au niveau des espèces et des souches, basé sur des analyses biogéniques et des expériences de séquençage. Ils ont constaté que seules certaines régions variables pouvaient distinguer les espèces. Les résultats ont montré que de tels variants de copies du gène 16S intragénomiques sont très répandus dans les taxons isolés du microbiome intestinal humain, suggérant qu'ils pourraient être utilisés pour améliorer la discrimination entre les espèces et même les souches dans les études de microbiome basées sur le gène 16S. De plus, différentes régions variables ont différentes capacités de classification des espèces, tandis que la longueur complète du gène 16S peut annoter toutes les séquences à des espèces spécifiques, ce qui est crucial pour la découverte de nouvelles espèces.

Le séquençage complet du gène 16S révèle la communauté microbienne.

Une étude récente discute de la question de savoir si le microbiote fécal et vaginal maternel est transmis verticalement de la mère à l'enfant ou s'il provient de réactifs de laboratoire ou de contaminations par ADN acquises lors de l'accouchement. L'incapacité du séquençage d'amplicons de seconde génération conventionnel à distinguer avec précision les signaux réels au-delà des niveaux de contamination de fond a entravé l'exactitude de l'analyse des communautés microbiennes dans des échantillons à faible biomasse microbienne (par exemple, placenta, liquide amniotique, méconium). Les chercheurs ont analysé les profils microbiotiques à haute résolution taxonomique d'échantillons de 39 paires mère-nouveau-né et ont cherché à explorer l'origine maternelle du microbiote du méconium des nouveau-nés en utilisant la technologie de séquençage à consensus circulaire en temps réel à molécule unique PacBio. Les résultats ont indiqué que le microbiote du méconium provenait de plusieurs sites corporels maternels, et que le microbiote du liquide amniotique contribuait le plus à l'ensemencement du microbiote du méconium parmi les sites corporels maternels étudiés. De plus, la technologie de séquençage à long lecture présente des avantages potentiels pour réduire le risque de pollution des échantillons à faible biomasse microbienne. Par conséquent, l'ARNr 16S de pleine longueur a été utilisé dans cet article pour analyser la communauté microbienne de divers échantillons, fournissant des données plus précises au niveau des souches et restaurant plus fidèlement la communauté microbienne.

Le séquençage complet de l'ARNr 16S aide à découvrir davantage de ressources de population bénéfiques.

En raison de la faible résolution phylogénétique du séquençage traditionnel des amplicons de seconde génération, afin d'améliorer la compréhension de la complexité de la communauté microbienne des digesteurs anaérobies, le PacBio-Sequel a été utilisé pour séquencer l'amplicon du gène 16S rRNA en pleine longueur et pour séquencer des échantillons de boues provenant de 19 digesteurs anaérobies à travers le monde. Seize archées méthanogènes ont été identifiées au niveau des espèces, y compris celles négligées par la seconde génération. La diversité unique dans les fermenteurs, les syntrophes et les méthanogènes des digesteurs anaérobies associée aux conditions d'exploitation a été abordée. Ces résultats ont permis d'identifier des microbiomes négligés et de faire le lien avec les opérations de digestion grâce au séquençage de l'amplicon 16S rRNA en pleine longueur par PacBio Sequel.

Le séquençage par amplification 16S est très utile en tant que technique complémentaire au séquençage à l'échelle du génome, simplifiant considérablement le processus expérimental et les objectifs d'analyse. Cette technologie s'est avérée être rapide et efficace, et a joué un rôle unique dans la prochaine génération de séquençage à haut débit. Elle a produit de nombreuses découvertes passionnantes et a été de plus en plus appliquée dans un large éventail de domaines.

Références :

1. Il, Qiuwen et al. "Le microbiote du méconium partage plus de caractéristiques avec le microbiote du liquide amniotique qu'avec le microbiote fécal et vaginal maternels." Microbes intestinaux vol. 12,1 (2020) : 1794266.
2. Johnson, Jethro S et al. "Évaluation du séquençage du gène 16S rRNA pour l'analyse du microbiome au niveau des espèces et des souches." Communications Nature vol. 10,1 5029. 6 nov. 2019
3. Lam, Theo Y C et al. "Caractérisation de la diversité microbienne en résolution supérieure dans les digesteurs anaérobies à l'aide du séquençage d'amplicons du gène 16S rRNA en pleine longueur." Recherche sur l'eau vol. 178 (2020) : 115815.