ヒトの健康と疾患におけるマイクロバイオームの役割の解析

NGSで微生物群集全体のゲノムを探る

NGSによるヒトマイクロバイオーム解析

ヒトマイクロバイオーム解析は、ヒトの体内および体表に見られる微生物群集の研究です。ヒトマイクロバイオームプロファイリング研究の目標は、健康と疾患における微生物の役割を理解することです。次世代シーケンサー(NGS)により研究が促進され、培養不可能な生物のゲノムを含む微生物群集全体のゲノム調査ができるようになりました。

これまでのヒトマイクロバイオームサンプルの研究は、表現型または遺伝型の分析に続く個々の生物の成長と分離という時間と労力を要する微生物学技術に依存していました。これらの古い方法では、単一サンプル内の微生物群集プロファイリングは不可能でした。

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NGSの登場により、NGSを基本ツールとして使用してヒトマイクロバイオームに関する幅広いデータを公開しているヒトマイクロバイオームプロジェクト1など、いくつかの注目度の高い共同プロジェクトが可能になりました。

NGS法を使用すると、サイエンティストは複雑な微生物群集を培養なしで識別し分類することができます。また、これらの手法は、微生物叢サンプル中の新規種の発見を加速し、病原性および抗菌薬耐性遺伝子の検出を容易にすることができます。 

ヒトマイクロバイオームを解析するための実験的なNGS法には以下が含まれます。
ショットガンメタゲノミクスシーケンス
  • 所定の複雑な微生物サンプルに含まれるすべての生物のすべての遺伝子を包括的に採取できるDNA配列法。
16S rRNAシーケンス
  • 所定のサンプル内に存在する細菌を同定・比較するのに用いる16SリボソームRNA遺伝子シーケンス法。
微生物メタトランスクリプトーム解析
  • 複雑なサンプル中の微生物群集によってコードされたすべてのRNAの解析 この方法により、研究者は遺伝子発現の変化の定量、宿主と病原体の免疫相互作用の研究、疾患進行の追跡などを行うことができます。
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マイクロバイオーム研究の時代の到来
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限られた研究予算内で検出力を最大化し、研究成功の可能性を高めるマイクロバイオーム研究の設計方法を解説します。さらに、個別化された食事ーマイクロバイオーム相互作用が研究結果にどのような影響を与えているのかを、より深く理解することができます。

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