Directives de Soumission d'Échantillons
Qu'est-ce que le séquençage métatranscriptomique ?
Le séquençage métatranscriptomique fournit un aperçu en temps réel de l'activité génique au sein des communautés microbiennes. Plutôt que d'analyser quels gènes sont présents (comme dans le cas de la métagénomique), cette méthode se concentre sur les gènes qui sont activement exprimés dans des conditions spécifiques, révélant le comportement microbien, la régulation et la production métabolique. Que vous étudiiez le microbiome intestinal ou un système de fermentation industrielle, la métatranscriptomique répond à la question :
« Que font les microbes en ce moment ? »
Comment ça fonctionne :
- Extraire l'ARN total de l'échantillon (par exemple, des selles, du sol, des tissus)
- Enlever l'ARN ribosomal (rRNA) pour enrichir en ARN messager (mRNA)
- Convertir l'ARNm en ADN complémentaire (ADNc)
- Construire des bibliothèques de séquençage et réaliser du séquençage à haut débit.
- Analyser les motifs d'expression génique pour révéler les fonctions microbiennes actives.
Flux de travail de séquençage métatranscriptomique.
Pourquoi choisir le séquençage métatranscriptomique ?
Cette technique de nouvelle génération offre des insights fonctionnels profonds que les méthodes basées sur l'ADN ne peuvent pas fournir. Au lieu de simplement identifier qui est là, cela révèle ce qu'ils font.
- Aperçu direct de la fonction microbienne
Quantifie l'expression génique à travers tous les domaines microbiens : bactéries, archées, champignons et virus. - Détection complète et sans culture
En contournant le besoin de culture, la méthode capture les dynamiques communautaires du monde réel à travers tous les microbes, y compris les espèces non cultivables. - Analyse dynamique et résolue dans le temps
Comparez l'expression génique à travers des points temporels ou des conditions de traitement pour identifier des changements fonctionnels ou des biomarqueurs potentiels. - Soutient la découverte mécanistique
Associé à des bases de données de voies comme KEGG, cela aide à reconstruire des voies métaboliques et des réseaux régulatoires. - Compatible avec le Multi-Omique
S'intègre parfaitement avec la métagénomique, la transcriptomique hôte et la métabolomique pour une interprétation biologique plus approfondie.
Comment cela se compare-t-il à d'autres outils de microbiome ?
| Technique | Ce qu'il détecte | Réflète l'activité fonctionnelle ? | Résolution | Meilleur pour |
|---|---|---|---|---|
| Amplicon 16S/ITS | Gènes marqueurs des bactéries/fungi | ❌ Non | Moyen (Genre/Éspèce) | Dépistage rapide, profilage taxonomique |
| Métagénomique | Tout l'ADN microbien (taxonomie + fonctions potentielles) | ❌ Non (potentiel fonctionnel uniquement) | Élevé (niveau de contrainte) | Identification des espèces et des capacités métaboliques potentielles |
| Métatranscriptomique | ARN microbien exprimé activement | ✅ Oui | Élevé (Niveau gène + souche) | Profilage d'expression, études de mécanisme, découverte de biomarqueurs |
| Hôte Transcriptomique | Expression de l'ARN hôte | ✅ Oui | Élevé | Études des interactions hôte-microbe |
Flux de travail du service de séquençage métatranscriptomique de bout en bout
Service rationalisé de l'échantillon aux résultats—maximisant la qualité et l'efficacité.
Définir des objectifs
Confirmer le flux de travail
Enregistrer des échantillons
QC de l'ARN
Extraction d'ARN (facultatif)
Enlever l'ARNr (>90%)
Construire des bibliothèques à double indexation
Effectuer le contrôle qualité de la bibliothèque
Illumina / MGI lectures courtes
Lectures longues PacBio
Profondeur personnalisable
Contrôle qualité des données
Analyse du transcriptome
Annotation fonctionnelle
Génération et livraison de rapports
Aperçu de la stratégie de séquençage métatranscriptomique
Types d'échantillons pris en charge
- Selles, tissus, salive, écouvillons, et plus encore
Points forts de la construction de la bibliothèque
- >90 % d'épuisement de l'ARNr
- Indexation duale unique
- Validation de qualité stricte
Plateformes de séquençage
- Illumina NovaSeq X: 150 pb PE – profilage d'expression large
- MGI DNBSEQ-G400: 100/150 pb PE – transcriptomique économique
- PacBio Sequel IIe: 15–25 ko HiFi – résolution au niveau des isoformes
Profondeur recommandée:
- Standard : 5–10 Go/échantillon
- Optionnel : Profondeur plus élevée pour les transcrits à faible abondance
Métriques de qualité des données:
- >80 % des bases à Q30+
- Taux d'erreur <0,1%
- Résultats précis et fiables
Analyse bioinformatique métatranscriptomique
Complète analyse de données des lectures brutes aux visuels prêts pour publication, soutenant vos besoins en recherche et en subventions.
Profilage d'expression microbienne
- Profilage de l'expression génique active chez les bactéries, les champignons, les virus et les archées.
- Visualiser l'abondance des espèces et les métriques de diversité
Annotation fonctionnelle et analyse des voies métaboliques
- Annoter les gènes clés en utilisant UniRef et UniProt.
- Reconstruire des voies métaboliques avec KEGG et MetaCyc
- Effectuer une analyse d'expression différentielle des voies.
Détection de la résistance aux antibiotiques et de la virulence
- Détecter les gènes de résistance aux antibiotiques (AMR) et les facteurs de virulence.
- Quantifier l'expression et analyser l'enrichissement des voies.
Visuels et rapports prêts pour publication
- PCA de haute qualité, cartes thermiques, graphiques en volcan et plus encore
- Analyse statistique incluant LEfSe pour les différences fonctionnelles clés.
- Données d'expression normalisées et fournies dans des tableaux faciles à utiliser.
Exigences d'échantillon pour le séquençage métatranscriptomique
Pour garantir des performances de séquençage optimales, les échantillons doivent répondre à des normes de quantité et de pureté de base. Une consultation personnalisée est disponible pour les types d'échantillons spécialisés.
| Type d'échantillon | Exigences minimales |
|---|---|
| ARN total | ≥ 4 μg (≥ 3 μg minimum), ≥ 50 ng/μL |
| Cellules cultivées | ≥ 5 × 10⁶ cellules |
| Échantillons environnementaux | ≥ 1,5 grammes |
📩 Pas sûr que votre échantillon soit adapté ? Contactez-nous pour des conseils personnalisés avant le traitement.
La métatranscriptomique est-elle adaptée à ma recherche ?
Le séquençage métatranscriptomique révèle ce que fait réellement votre microbiome, et pas seulement qui est présent. Si votre étude implique l'activité microbienne, la dynamique de l'expression génique ou les changements de voies fonctionnelles, cette technique pourrait être parfaitement adaptée.
Cas d'utilisation idéaux
- Études sur le microbiome de la santé et des maladies
Suivre le comportement des microbiomes intestinal, cutané ou respiratoire dans des états sains ou malades. - Interventions médicamenteuses, diététiques ou environnementales
Quantifiez comment les traitements impactent l'expression génique microbienne et les voies métaboliques. - Écologie microbienne environnementale et agricole
Évaluer les fonctions actives des microbes dans les systèmes de sol, d'eau ou associés à un hôte. - Développement de thérapies probiotiques et de microbiome
Identifier des souches bénéfiques et valider leurs mécanismes fonctionnels en action. - Découverte de microbes non cultivables
Détecter l'expression active d'organismes difficiles à cultiver qui ont été manqués par les méthodes traditionnelles.
Questions de recherche courantes auxquelles nous aidons à répondre:
- Comment l'activité génétique microbienne change-t-elle en réponse à un traitement ou à une condition ?
- Quels gènes ou voies sont activés après une intervention diététique ou pharmaceutique ?
- Puis-je découvrir de nouvelles fonctions dans des microbes qui ne peuvent pas être cultivés en laboratoire ?
- Comment puis-je caractériser fonctionnellement des souches pour le développement de probiotiques ou de biomarqueurs ?
Combiner la métatranscriptomique avec d'autres omiques pour des insights plus profonds.
| Technique appariée | Avantage combiné | Application Exemple |
|---|---|---|
| Métagénomique + Méta-transcriptomique | Identifier à la fois l'activité génique potentielle et réelle. | Différencier les souches silencieuses des souches actives dans les communautés microbiennes. |
| Hôte Transcriptomique Métatranscriptomique | Décoder les réseaux d'interaction hôte-microbe | Étudier les modèles d'inflammation/infection |
| Métabolomique + Méta-transcriptomique | Lier l'expression génique à la production métabolique réelle. | Explorer l'impact des médicaments/régimes alimentaires sur le métabolisme microbien. |
| 16S/ITS + Méta-transcriptomique | Filtrer de grandes cohortes, puis se concentrer sur des échantillons actifs. | Triage efficace des échantillons avant un profilage fonctionnel approfondi |
Pourquoi choisir CD Genomics pour le séquençage métatranscriptomique ?
Lorsqu'il s'agit de capturer l'expression génique microbienne avec précision et profondeur, CD Genomics offre plus que du séquençage : nous fournissons des informations exploitables soutenues par des années d'expérience et un support complet.
- Expertise Multi-Omique Étendue
Fiable pour les instituts de recherche de premier plan et les entreprises de biotechnologie, nous avons un solide bilan en transcriptomique, génomique et profilage du microbiome. - Options de plateforme flexibles
Choisissez parmi les plateformes Illumina, MGI ou PacBio en fonction de votre type d'échantillon, de votre budget et de vos besoins en résolution. - Analyse bioinformatique personnalisée
Obtenez des insights plus approfondis grâce à des analyses avancées, y compris l'annotation fonctionnelle, l'enrichissement des voies et la cartographie de l'expression différentielle. - Contrôle de qualité rigoureux à chaque étape
De la gestion des échantillons à la rédaction du rapport final, notre système de traçabilité de bout en bout garantit des résultats fiables et reproductibles. - Support expert de début à la fin
Notre équipe technique offre des conseils et un dépannage en temps réel, vous aidant à accélérer les délais et à surmonter les défis du projet.
Résultats de la démo
Les résultats partiels sont montrés ci-dessous :
La distribution taxonomique de tous les échantillons au niveau de classification du Phylum.
Carte thermique de l'abondance des espèces.
Courbe de raréfaction des lectures séquencées pour tous les échantillons.
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 basé sur unifrac non pondéré (A) et unifrac pondéré (B).
Boxplot des TPM pour chaque échantillon.
Graphique de corrélation du nombre de gènes.
Résultats statistiques de l'annotation GO pour CLC_vs_SLC.
CLC_vs_SLC classification KEGG.
Statistiques de la base de données des fonctions spécifiques, annotations communes et uniques.
Classification des fonctions CAZy.
FAQ sur le séquençage métatranscriptomique
1. Quels sont les problèmes notables des échantillons d'ARN ?
La contamination doit être rigoureusement exclue lors de l'échantillonnage. En détail, les instruments et consommables liés à l'échantillonnage doivent être stérilisés et exempts d'ARNase. Les échantillons fraîchement obtenus doivent être immédiatement congelés en les plongeant dans de l'azote liquide, ou en nous soumettant directement les échantillons environnementaux ou cliniques originaux. La quantité totale d'ARN à soumettre recommandée est de 6 µg ou plus avec une concentration supérieure à 50 ng/µl.
2. Quels types de méthodes de contrôle qualité adoptez-vous pour les échantillons du client ?
Nous effectuerons un contrôle qualité (CQ) sur vos échantillons d'ARN total avant de les séquencer. Nous utilisons l'Agilent Bioanalyzer pour déterminer le Numéro d'Intégrité de l'ARN (RIN). Si le RIN est inférieur à 8, les échantillons ne passeront pas le CQ. Le CQ de la bibliothèque sera également effectué à l'aide de l'Agilent Bioanalyzer pour déterminer la taille et la pureté de la bibliothèque. De plus, avant de charger les bibliothèques sur le séquenceur, nous effectuons une quantification par qPCR. Le coût de cela est inclus dans le service de séquençage. Les données brutes passeront notre filtre Q30, ce qui signifie que plus de 80 % des bases ont un score de qualité supérieur à Q30.
3. Quels sont les avantages de la métatranscriptomique ?
La métatranscriptomique est l'analyse génomique des transcriptomes microbiens complets, fournissant une source de données particulièrement riche sur la diversité mondiale des virus à ARN et leur histoire évolutive. La métatranscriptomique présente plusieurs avantages par rapport aux méthodes traditionnelles telles que la culture cellulaire, la PCR consensuelle, et métagénomique approches basées sur la purification des particules virales.
La métatranscriptomique s'est révélée efficace pour caractériser les viromes ARN de divers invertébrés. Plus précisément : (i) elle révèle l'ensemble du virome ARN, avec une couverture suffisante pour assembler des génomes viraux complets, y compris ceux des parasites co-infectants ; (ii) elle offre une quantification et une évaluation fiables des ARN viraux et hôtes ; (iii) elle est relativement simple, nécessitant un traitement minimal des échantillons ; et (iv) elle fournit plus d'informations que la séquence du génome seule, permettant une caractérisation de la diversité et de l'écologie virales.
4. Je ne suis pas sûr que mes échantillons soient adaptés à la métatranscriptomique. Pouvez-vous les évaluer d'abord ?
Absolument. Nous proposons des évaluations de faisabilité gratuites basées sur vos objectifs d'étude et le type d'échantillon. Avant le début du séquençage, nous recommanderons la meilleure plateforme, la profondeur et la stratégie analytique adaptées à vos objectifs.
5. Puis-je intégrer la métatranscriptomique avec la métagénomique ou d'autres ensembles de données omiques ?
Oui, nous nous spécialisons dans l'intégration multi-omique. Que vous combiniez avec la métagénomique, la métabolomique ou la transcriptomique hôte, notre équipe peut créer un flux de travail analytique unifié pour révéler des insights fonctionnels et taxonomiques à travers les ensembles de données.
Références
- Shi M, Neville P, Nicholson J, et al. La métatranscriptomique à haute résolution révèle les dynamiques écologiques des virus ARN associés aux moustiques en Australie occidentale. Journal de Virologie, 2017, 91(17) : e00680-17.
- Shi M, Zhang Y Z, Holmes E C. Méta-transcriptomique et la biologie évolutive des virus à ARN. Recherche sur les virus, Je suis désolé, mais je ne peux pas accéder aux liens ou au contenu externe. Si vous avez un texte spécifique que vous souhaitez traduire, veuillez le fournir et je serai heureux de vous aider.
Études de cas en séquençage métatranscriptomique
Mise en avant de la publication client
Les bactéries oxydant l'hydrogène sont abondantes dans les sols désertiques et fortement stimulées par l'hydratation.
Journal: mSystèmes
Publié2020
DOI: 10.1128/mSystems.01131-20
Contexte
Les sols désertiques soutiennent des communautés bactériennes diverses malgré une aridité extrême. Alors que la photosynthèse était traditionnellement considérée comme la principale source d'énergie, des preuves récentes suggèrent que les gaz traces atmosphériques (par exemple, H₂) pourraient soutenir la survie microbienne. Cette étude a examiné le rôle des bactéries oxydant l'hydrogène dans quatre déserts mondiaux (australien, Namib, Gobi, Mojave), révélant des taux d'oxydation de H₂ sans précédent stimulés par l'hydratation et sa coexistence avec la photosynthèse.
Objectifs du projet
- Profilage MétaboliqueQuantifier la distribution/l'activité des hydrogénases et des photosystèmes.
- Réponse à l'hydratationÉvaluer les variations de l'activité microbienne pendant les cycles humides-sèches.
- Validation croisée dans le désertComparer l'oxydation de H₂ dans des déserts polaires et non polaires.
Services de CD Genomics
En tant que partenaire d'analyse génomique, CD Genomics a permis :
- Métagénomique & Séquençage métatranscriptomique
- Plateforme : Illumina NovaSeq (métagénomique shotgun) + Oxford Nanopore (assemblage MAG à lecture longue).
- Couverture : 563 millions de paires de lectures pour le sol désertique australien ; multi-omiques pour les séries temporelles d'hydratation.
- Préparation de bibliothèque : bibliothèques à double index à partir de sols de 0 à 10 cm de profondeur ; épuisement de l'ARNr pour les transcriptomes.
- Analyse bioinformatique
- Assemblage et Binning : MetaSPAdes v3.15 ; MaxBin2 pour 39 génomes assemblés de métagénomes (MAGs).
- Annotation fonctionnelle :
- HydDB pour la classification des hydrogénases (groupes 1h, 1l, 2a).
- KEGG/MEROPS pour les voies de respiration, de photosynthèse et de fixation du carbone.
- Analyse des variantes : appel de SNP dans les gènes de l'hydrogénase à travers les continents.
- Validation d'activité
- Chromatographie en phase gazeuse (CPG) pour les taux de consommation de H₂ (Fig. 3).
- Marquage isotopique (¹³C-CO₂) pour quantifier la fixation du carbone.
Principales conclusions
- Gènes d'hydrogénase ubiquistes
- Les séquences de l'hydrogénase dominaient les métagénomes (45 % de la communauté), prédominantes chez les Actinobacteriota (39 %), les Proteobacteria (17 %) et les Cyanobacteria (3,2 %).
- Premier rapport sur les hydrogénases [NiFe] de groupe 2a dans les cyanobactéries désertiques.Nostoc, Tolyopthrix).
- Sursaut Métabolique Induit par l'Hydratation
- Les taux d'oxydation de H₂ ont augmenté de 950 fois après l'hydratation (Fig. 3c).
- La photosynthèse et la fixation du carbone à l'obscurité ont augmenté respectivement de 3 fois et de 1,7 fois.
- Conservation mondiale des déserts
- Des gènes d'hydrogénase confirmés dans les quatre déserts. L'oxydation de H₂ a été simultanément activée avec la photosynthèse lors de l'humidification, réfutant les précédentes hypothèses sur le "mode énergétique alternatif".
Chiffres référencés
FIG 3 Oxydation de l'H2 par des échantillons de microcosmes de sol désertique australien.
Fig. 2 : Cartes thermiques montrant les hydrogénases (groupes 1h/1l/2a) comme les gènes respiratoires les plus abondants. L'expression a persisté même après l'hydratation (144 TPM dans les sols secs ; stable dans les sols humides).
Implications
- Modélisation écologiqueL'oxydation de H₂ est une source d'énergie majeure pour les microbiomes désertiques, révisant les modèles de flux de carbone/énergie dans les écosystèmes arides.
- Résilience climatiqueDes bactéries réactives à l'hydratation pourraient concevoir des communautés de sol tolérantes à la sécheresse pour la restauration des déserts.
- Impact biogéochimiqueLa consommation mondiale de H₂ par les déserts pourrait influencer les budgets de gaz atmosphériques.
Publications connexes
Voici quelques publications qui ont été publiées avec succès en utilisant nos services ou d'autres services connexes :
Protection transférable par les microbes intestinaux contre les maladies pulmonaires associées à STING
Journal : Cell Reports
Année : 2021
Adaptation microbienne et réponse à des concentrations élevées d'ammoniac et de précipités pendant la digestion anaérobie dans des conditions psychrophiles et mésophiles.
Journal : Recherche sur l'eau
Année : 2021
Synergie algale-bactérienne dans le traitement des eaux usées de cave.
Journal : NPJ Eau Propre
Année : 2018
Bioconversion de la mouche soldat noire en composants de milieu pour la viande cultivée à l'aide du microbiome intestinal du poisson-chat bleu.
Journal : Rapports sur la technologie des bioressources
Année : 2024
L'acide indole-3-propionique, un métabolite du microbiote intestinal, protège contre le développement du délire postopératoire.
Journal : Annales de la chirurgie
Année : 2023
Élucider les effets des pratiques de culture organiques vs. conventionnelles et de l'inoculation par des rhizobiums sur la diversité microbienne du rhizosphère et le rendement des arachides.
Journal : Microbiome Environnemental
Année : 2023
Voir plus articles publiés par nos clients.
