Directives de Soumission d'Échantillons
Qu'est-ce que le séquençage métagénomique shotgun ?
Le séquençage métagénomique shotgun est un haute capacité de traitementapproche non ciblée pour analyser le contenu génétique complet de tous les micro-organismes dans un échantillon donné. Contrairement aux méthodes basées sur des amplicons qui s'appuient sur des amorces spécifiques, le séquençage shotgun fragmente et séquence aléatoirement tout l'ADN extrait — capturant les génomes bactériens, viraux, fongiques et archéens en une seule fois.
Cette méthode fournit une image plus complète de la composition du microbiome, de la fonction des gènes et des voies métaboliques. Elle est particulièrement adaptée aux environnements complexes tels que le sol, les systèmes aquatiques, l'intestin humain et la peau. Les chercheurs l'utilisent également pour découvrir des microbes nouveaux et des gènes fonctionnels rares non détectables par des approches ciblées.
Pourquoi utiliser le séquençage métagénomique shotgun ?
Le séquençage shotgun offre une vue complète du microbiome — idéal pour des applications nécessitant profondeur, résolution et clarté fonctionnelle.
Avantages clés :
- Détection sans amorce : Capture des génomes microbiens complets, aucune connaissance préalable requise.
- Haute résolution taxonomique : Distingue les organismes jusqu'au niveau de la souche.
- Aperçus fonctionnels riches : Identifie des gènes, des voies et des rôles biologiques.
- Détection d'organismes variés : Inclut les virus, les champignons et les espèces non cultivables.
- Soutient la découverte de nouveaux gènes : Permet l'assemblage de novo et l'exploration génétique.
- Sorties riches en données : Parfait pour robustebioinformatique et l'intégration multi-omiques
Séquençage Shotgun vs. Séquençage Amplicon : Une Comparaison Rapide
| Fonctionnalité | Métagénomique par shotgun | Séquençage d'amplicons (par exemple, 16S) |
|---|---|---|
| Conception de primers requise | ❌ Non | Oui |
| Couverture microbienne | Tous les microbes (bactéries, virus, champignons) | Principalement des bactéries et des archées. |
| Résolution taxonomique | Élevé (niveau espèce/souche) | Limité (niveau genre/espèce) |
| Analyse fonctionnelle des gènes | Oui | ❌ Non |
| Détection de nouvelles espèces | Oui | ❌ Limité |
| Coût et volume de données | Coût plus élevé, grands ensembles de données | Coût réduit, ensembles de données plus petits |
| Complexité en bioinformatique | Élevé | Bas |
Options de service de séquençage métagénomique par shotgun
CD Genomics propose une gamme de services de séquençage métagénomique adaptés à divers objectifs de recherche et types d'échantillons. En fonction de la complexité de votre étude, de la composition microbienne et de la profondeur d'analyse fonctionnelle souhaitée, vous pouvez choisir la stratégie de séquençage métagénomique la plus appropriée.
Séquençage métagénomique par shotgun standard
Large couverture génomique | Taxonomie et fonction | Pour des échantillons variés
En savoir plus ↓
Séquençage métagénomique à lecture longue
Meilleure continuité | Régions complexes | Génomes diversifiés
Explorer les services de lecture longue →
Séquençage métagénomique viral
Détection de virus sensibles | Virus rares | Nouvelles découvertes
Découvrez les solutions de métagénomique virale →Flux de travail du service de séquençage shotgun
Consultation sur les objectifs de recherche
Conception de protocole personnalisé
Confirmation du plan de séquençage
Échantillon d'inscription et de documentation
Contrôles de qualité de l'ADN (concentration, pureté)
Extraction d'ADN optionnelle
Fragmentation de l'ADN et préparation de la bibliothèque
Validation de la qualité et sélection des méthodes
Plateformes : Illumina NovaSeq, HiSeq ou DNBSEQ
Longueurs de lecture : 2×150 pb ou 2×300 pb
Profondeur personnalisable en fonction des objectifs du projet.
Données de séquençage brutes
Rapports d'analyse complets, chiffres et résumés
Services de bioinformatique pour le séquençage shotgun
Notre interne bioinformatique l'équipe fournit des rapports prêts pour publication avec des visualisations claires et percutantes. De la QC standard aux statistiques écologiques avancées, nous avons tout ce qu'il vous faut.
Analyse de cœur
- Contrôle de qualité et filtrage de lecture
- Élimination de l'ADN hôte
- Assemblage de génome et assemblage de contigs
- Prédiction de gènes et regroupement (non redondant)
- Estimation de l'abondance des familles de gènes
- Annotation fonctionnelle (KEGG, ARDB, CAZyme, eggNOG)
- Composition taxonomique et statistiques d'abondance
- Métriques de diversité et profilage communautaire
Analyse avancée (Add-ons facultatifs)
- Visualisation de taxonomie multi-niveaux
- Analyse des différences entre groupes (ANOSIM, MRPP)
- Identification des espèces indicatrices (LEfSe)
- Corrélation environnementale (RDA/CCA)
- Test de signification fonctionnelle (STAMP : test t de Welch, ANOVA, etc.)
- Analyse de la diversité communautaire (ACP, PCoA, NMDS, regroupement)
Tous les résultats sont de qualité publication, prêts pour inclusion dans un manuscrit ou un rapport de projet.
Applications du séquençage métagénomique par shotgun
Débloquez des informations complètes sur des communautés microbiennes complexes grâce au séquençage métagénomique par shotgun. Chez CD Genomics, notre plateforme permet aux chercheurs d'explorer la diversité microbienne, d'identifier de nouvelles espèces et d'analyser les changements dynamiques à travers divers environnements.
- Profilage de la diversité microbienne
Analyse le spectre complet des microorganismes—bactéries, virus, archées, champignons—directement à partir d'échantillons de sol, d'eau ou marins. Cette approche indépendante de la culture révèle des schémas d'abondance au niveau des espèces dans les écosystèmes naturels. - Découverte de gènes fonctionnels et de voies métaboliques
Découvrez les rôles écologiques des communautés microbiennes en détectant des gènes liés au métabolisme et aux processus biologiques. Générez une carte fonctionnelle pour soutenir la surveillance environnementale ou la découverte d'enzymes. - Identification de nouveaux microbes et pathogènes
Capturez des microbes rares, non cultivables ou précédemment non détectés en utilisant le séquençage du génome entier sans biais. Cette méthode est essentielle pour la bioprospection et le traçage de pathogènes inconnus dans des contextes environnementaux ou cliniques. - Analyse de l'interaction entre le microbiome et l'environnement
Suivre comment les populations microbiennes évoluent en réponse à des facteurs environnementaux, au temps ou aux interventions. Fréquemment utilisé dans la recherche en agriculture, en fermentation et en bioremédiation. - Surveillance de la résistance aux antibiotiques et des éléments génétiques mobiles
Détecter précisément les gènes de résistance, les plasmides et les transposons. Cela permet un suivi avancé de l'évolution microbienne, du transfert de gènes et des menaces pour la santé publique. - Dépistage et optimisation des contraintes industrielles
Détecter rapidement les enzymes clés, les voies de biosynthèse ou les gènes de productivité pour soutenir la microbiologie industrielle, l'ingénierie des souches et la bioproduction.
Exigences d'échantillon pour le séquençage métagénomique par shotgun
| Paramètre | Exigence |
|---|---|
| Types d'échantillons | Selles, échantillons environnementaux (par exemple, sol, eau), ADN purifié |
| ADN total | ≥500 ng (minimum 20 ng accepté) |
| Concentration d'ADN | ≥5 ng/µL |
| Pureté de l'ADN (OD260/280) | 1,8–2,0 |
💡Conseils
- Expédiez les échantillons sur de la glace carbonique pour préserver leur intégrité.
- Services d'extraction d'ADN disponibles sur demande.
- Pour des types d'échantillons spéciaux ou des scénarios à faible apport, contactez-nous pour un plan personnalisé.
Pourquoi choisir CD Genomics pour votre projet de métagénomique par shotgun ?
- Contrôle de qualité strictLes résultats de séquençage dépassent les normes de l'industrie.
- Flexibilité de la plateformeChoisissez entre les lectures courtes et séquençage à lecture longue pour s'adapter à votre conception d'étude.
- Service de bout en boutDe l'extraction d'ADN à la préparation de la bibliothèque et à la bioinformatique, nous gérons tout.
- Capacité de traitement élevéeCapable de traiter de grands lots d'échantillons pour des études à l'échelle de la population.
- Délai d'exécution rapideDes pipelines automatisés garantissent une livraison de données rapide et cohérente.
- Support ExpertDes chefs de projet dédiés offrent des conseils de la planification à l'interprétation.
- Entièrement personnalisableAjustez la profondeur de séquençage, les workflows d'analyse et les rapports à vos objectifs de recherche.
Que vous cartographiiez des écosystèmes microbiens ou découvriez des probiotiques de nouvelle génération, CD Genomics vous offre la clarté des données et la précision technique dont vous avez besoin.
Référence
- Joseph, T.A., Pe’er, I. (2021). Une introduction aux études de séquençage shotgun de métagénomes complets. Dans : Shomron, N. (éds) Analyse des données de séquençage profond. Méthodes en biologie moléculaire, vol 2243. Humana, New York, NY. Désolé, je ne peux pas accéder aux liens ou au contenu externe. Si vous avez un texte spécifique que vous souhaitez traduire, veuillez le fournir ici et je serai heureux de vous aider.
- Thoendel, Matthew, et al. "Comparaison de trois outils commerciaux pour l'analyse de séquençage shotgun métagénomique." Journal de microbiologie clinique 58,3 (2020) : 10-1128. 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.
- Zuo, Wenxuan, et al. "Les données de séquençage 16S rRNA et de métagénomique par shotgun ont révélé des motifs cohérents de signature du microbiome intestinal dans la colite ulcéreuse pédiatrique." Rapports scientifiques 12.1 (2022) : 6421. Désolé, 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.
- Angeli, Dario, et al. "Aperçus tirés du séquençage shotgun métagénomique du microbiote épiphytique des fruits de pomme." Biologie et technologie post-récolte 153 (2019) : 96-106. 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 copier ici et je serai heureux de vous aider.
- Vijayvargiya, Prakhar, et al. "Application du séquençage shotgun métagénomique pour détecter des agents pathogènes véhiculés par des vecteurs dans des échantillons de sang cliniques." PLoS One 14.10 (2019) : e0222915. Désolé, je ne peux pas accéder à des liens externes. Veuillez fournir le texte que vous souhaitez traduire.
Les résultats partiels sont affichés ci-dessous :
Par contenu de séquence de base.
Contenu en GC par séquence.
Abondance_fusionnée.
Carte de chaleur d'abondance au niveau familial.
Classification KEGG.
Classification des fonctions CAZy.
Analyse des boxplots basée sur Bray-Curtis (A), Jaccard binaire (B), Unifrac non pondéré (C) et Unifrac pondéré (D).
Analyse PCoA basée sur Bray-Curtis (A), Jaccard binaire (B), unifrac non pondéré (C) et unifrac pondéré (D).
Arbre de regroupement UPGMA.
1. Comment la contamination de l'ADN hôte peut-elle être minimisée dans les projets de métagénomique ?
Éviter la contamination par l'ADN de l'hôte commence à l'étape d'échantillonnage. Nous recommandons de collecter le matériel loin des tissus de l'hôte pour réduire l'inclusion de cellules hôtes. De plus, l'utilisation de kits de déplétion de l'ADN de l'hôte lors de la préparation des échantillons peut considérablement réduire la contamination.
Si un génome de référence pour l'hôte est disponible, les séquences dérivées de l'hôte peuvent être supprimées de manière computationnelle via un filtrage basé sur l'alignement. Cependant, lorsque la contamination est sévère et qu'aucun génome d'hôte n'est disponible, la qualité des données et leur interprétation peuvent être compromises. Dans de tels cas, nous recommandons de résoudre les problèmes de contamination avant le séquençage.
2. Quels sont les avantages du séquençage métagénomique par rapport au séquençage d'un seul génome ?
Le séquençage métagénomique par shotgun capture la structure et le potentiel fonctionnel de l'ensemble des communautés microbiennes, révélant les interactions entre des organismes divers.
Contrairement au séquençage d'un génome unique, qui cible des souches isolées, la métagénomique élimine le besoin de culture, ce qui la rend idéale pour explorer des écosystèmes microbiens complexes ou non cultivables. Cela conduit à une compréhension plus holistique et précise de l'écologie microbienne.
3. Comment le séquençage de l'ADNr 16S se compare-t-il à la métagénomique par shotgun ?
Le séquençage du gène 16S rDNA cible une région génétique conservée chez les bactéries pour évaluer la composition taxonomique et la diversité. En revanche, le séquençage métagénomique par shotgun analyse l'ensemble du contenu génomique de tous les microorganismes (bactéries, archées, champignons, virus), offrant à la fois des informations taxonomiques et fonctionnelles. Bien que le 16S soit économique et plus simple, le séquençage par shotgun fournit une résolution plus élevée et des données plus complètes, mais à un coût et une complexité accrus.
4. Comment choisir la profondeur de séquençage et la longueur de lecture appropriées ?
Votre sélection dépend de la complexité de l'échantillon et des objectifs de votre étude. Les échantillons à haute complexité (par exemple, le sol ou le microbiote intestinal) nécessitent un séquençage plus approfondi pour capturer toute la diversité. Les longueurs de lecture courantes incluent 2×150 pb ou 2×300 pb. Nous travaillerons en étroite collaboration avec vous pour recommander des paramètres optimaux en fonction des exigences biologiques et analytiques de votre projet.
5. Comment la qualité des données de séquençage est-elle assurée ?
Nous utilisons des plateformes de séquençage à haut débit avancées telles que l'Illumina NovaSeq et HiSeq, combinées à des mesures de contrôle de qualité rigoureuses à chaque étape, de l'extraction de l'ADN et de la préparation de la bibliothèque au traitement des données. Tous les ensembles de données subissent un filtrage de qualité en plusieurs étapes pour garantir leur intégrité, leur fiabilité et leur préparation à la publication.
6. Proposez-vous des services d'analyse bioinformatique sur mesure ?
Oui. Nous proposons des workflows d'analyse entièrement personnalisables adaptés à vos objectifs de recherche, que ce soit pour le minage de gènes fonctionnels, le profilage de la résistance antimicrobienne ou la modélisation statistique avancée. Notre équipe de bioinformatique expérimentée vous consultera tout au long du processus pour s'assurer que les résultats correspondent à vos objectifs scientifiques.
Mise en avant des publications clients
Abondance et distribution phylogénétique de huit enzymes clés du cycle biogéochimique du phosphore dans les sols de prairie
Journal : Rapports de microbiologie environnementale
Publié : 10 mai 2023
Contexte
Les sols de prairies sont essentiels pour le cycle mondial du phosphore (P), les enzymes microbiennes (par exemple, phosphatases, phytases) étant responsables de la minéralisation du P organique. Cette étude a analysé 74 métagénomes de sols de prairies à l'échelle mondiale pour cartographier l'abondance, la diversité et les facteurs environnementaux de huit enzymes clés du cycle du P, y compris les phosphatases alcalines.phoD, phoX, phoA), phosphatases acides (Nsap-A/B/C), et phytases (BPP, CPhy).
Objectifs du projet
- Profilage taxonomique et fonctionnel : Caractériser les communautés microbiennes et les gènes d'enzymes P.
- Corrélations environnementales : Lier l'abondance des enzymes au pH du sol, au SOC, à l'humidité et au climat.
- Résolution au niveau de la souche : Identifier les taxons microbiens dominants portant des gènes d'enzymes P.
Services de CD Genomics
En tant que collaborateur clé, CD Genomics a fourni :
- Séquençage métagénomique par shotgun
- Plateforme : Illumina NovaSeq (2×150 pb) pour des échantillons de sol uruguayens.
- Couverture : Séquençage à haute profondeur (~10 Go/échantillon) pour capturer des taxons rares.
- Préparation de la bibliothèque :
- Fragmentation de l'ADN (~300–500 pb).
- Bibliothèques à double index pour le multiplexage.
- Bioinformatique
Pipeline
- Contrôle de qualité : FastQC pour la validation des lectures brutes.
- Attribution taxonomique : Kraken2 + GTDB v214 pour une résolution au niveau des espèces/strains.
- Annotation fonctionnelle :
- HUMAnN3 (voies KEGG/MetaCyc).
- CARD/DeepARG pour les gènes de résistance aux antibiotiques.
- Analyse phylogénétique :
- EPA-ng pour le placement du gène P-enzymes.
- Edge-PCA pour lier les variantes d'enzymes aux types de sol.
- Livraison de données
- Fichiers FASTQ + rapports interactifs (graphiques PCoA, cartes de chaleur).
- Analyse personnalisée : Corrélation de phoD variantes avec contenu SOC/argile.
Principales conclusions
- Enzymes P dominants :
- phoD (alkaline phosphatase) était 5 fois plus abondant que phoX et lié aux sols riches en SOC/argile.
- Phosphatases acides (Nsap-A/C) prospérait dans des sols acides, tandis que BPP les phytases pH préféré > 6,6.
- Facteurs environnementaux :
- pH et Tmax influencé fortement la distribution des enzymes (p < 0,001).
- phoD-microbes porteurs (par exemple, Koribacter, Rhodanobacter) dominé les sols à pH faible/haute SOC.
- Aperçus au niveau des souches :
- Bacillus et Planctomycètes variants corrélés avec des sols à pH neutre.
- Burkholderia phoX les gènes étaient enrichis dans les sols à faible SOC.
Chiffres référencés
FIGURE 1. Placements phylogénétiques des protéines prédites de chaque métagénome par rapport aux bases de référence de chaque enzyme.
FIGURE 2. Analyse CAP liant phoD abondance au pH du sol/SOC
Figure 4. Graphiques Edge-PCA montrant phoD variantes dans les Ferralsols vs. Luvisols
Implications pour les clients de CD Genomics
- Solutions agricoles : Optimiser les microbes du cycle du phosphore pour les sols à faibles intrants.
- Bioremédiation : Cible phoDtaxons riches pour la mobilisation du P organique.
- Services sur mesure : métagénomique au niveau des souches + analyse des voies pour les études sur le microbiome.
Référence
- Garaycochea, Silvia, et al. "Abondance et distribution phylogénétique de huit enzymes clés du cycle biogéochimique du phosphore dans les sols de prairies." Rapports de microbiologie environnementale 15,5 (2023) : 352-369. 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.
Voici quelques publications qui ont été publiées avec succès en utilisant nos services ou d'autres services connexes :
Les bactéries oxydant l'hydrogène sont abondantes dans les sols désertiques et fortement stimulées par l'hydratation.
Journal : mSystems
Année : 2020
Abondance et distribution phylogénétique de huit enzymes clés du cycle biogéochimique du phosphore dans les sols de prairies
Journal : Microbiologie Environnementale
Année : 2023
Chitinas Chit62J4 Essentielles pour le Traitement de la Chitine par la Bactérie du Microbiome Humain Clostridium paraputrificum J4
Journal : Molécules
Année : 2021
Dynamique de la structure des nutriments et des communautés microbiennes à l'interface eau-sédiment dans un lac extrêmement acide en Patagonie du Nord
Journal : Frontiers en Microbiologie
Année : 2024
Les fonctions génétiques du microbiome cutané d'Ambystoma altamirani varient dans l'espace et dans le temps, mais les gènes antifongiques potentiels sont répandus et prévalents.
Journal : Génomique Microbienne
Année : 2024
Changements dans le microbiome de la rhizosphère et le profil d'exsudation de l'avocatier (Persea americana Mill.) lors de l'infection par Phytophthora cinnamomi et en présence d'une souche bactérienne de biocontrôle.
Journal : CABI Agriculture et Bioscience
Année : 2023
Voir plus articles publiés par nos clients.
