一种更准确、更便宜、更快的微生物组制备方法:在可卡因成瘾微生物组研究中的应用

背景

新一代测序技术通过实现微生物群落水平的序列分析，推动了人类微生物组研究的快速发展。所有微生物组测序方法都依赖于从样本中恢复DNA作为第一步。温和的DNA制备方法可以保持DNA的质量，但可能会导致结果偏倚，因为它不能很难打开来溶解细菌。像打珠这样严厉的方法也会通过降解更容易裂解的微生物的DNA而使结果产生偏差。开发了一种新的DNA提取(K)方法，旨在保持难溶和易溶细菌种群的代表性。

方法

对新型K方法的DNA提取偏倚进行了评估，并与6种商业和公开可用的协议进行了比较，其中包括使用模拟社区的人类微生物组计划(HMP)中使用的方法。对20个人类粪便样本进行的额外测试将新型K方法与HMP方案回收的微生物进行了比较。在可卡因成瘾试验易感性前后，采用基于16S rRNA基因测序的新型K方法对227只小鼠的粪便样本进行了29项跟踪行为测试。

结果

对社区模拟的评估表明，新方案产生了最优的群体表示，尽管所有方法都观察到振幅依赖的变化。使用人类粪便样本的新型K和HMP方法的比较表明，新方案始终能够恢复细菌群落结构，具有显著较高水平的厚壁菌门物种，具有较厚的细胞壁，且较难裂解。通过新型K法对可卡因成瘾小鼠微生物群的表征表明，黄酮分形菌门(flavonoids ifractor sp.)、艾森伯格菌(Eisenbergiella sp.)、乳酸杆菌(Lactobacillus sp.)和Oscillibacter sp.等厚壁菌门物种可能在可卡因成瘾行为中发挥重要作用。

结论

我们的研究结果表明，新型K方法提高了难以溶解微生物的代表性，同时将手工96种样品制备方法的手工操作时间缩短了20倍。新型K方法减少或消除了由于DNA裂解和制备引起的微生物种群偏倚，这是NGS分析至关重要的第一步，为改进与健康和非生物条件相关的微生物群落中已知和未知微生物的个体分析提供了机会。bet188真人