16S rRNAは、すべての細菌および古細菌に存在するリボソームのサブユニットです。全長は1500ヌクレオチドで、保存領域の間に9つの可変領域が挟まれています。

16S rRNAシーケンスは、複雑なマイクロバイオームや研究が困難な環境における細菌の多様性を同定して比較するための培養不要の手法です。16S rRNAは、所定のサンプル内に存在する細菌を属や種レベルまで同定するために使用されるのが一般的です。具体的には、16S rRNAという細菌特有の遺伝的マーカーをターゲットにするアンプリコンベースのシーケンシング手法であり、1つの遺伝子に焦点を当てた単一アンプリコンを使用します。

16S rRNAシーケンスは細菌と古細菌に広く存在するため、単一のサンプルや単一のワークフロー内で多様な微生物を同定することができます。16S rRNAシーケンシングを通じて、サンプル内に存在する分類群を同定することができます。これにより、微生物群集の構造や、それらが人体や環境とどのような相互作用を見せているかについての理解が深まります。

リボソームとそのサブユニットは、沈降係数によって特徴づけられ、その係数はスヴェドベリ単位（記号：S）で表されます。この場合、16Sとは、リボソームが溶液中で沈降するのに16スヴェドベリ単位の時間がかかることを意味します。

すべての細菌と古細菌が16S rRNAシーケンスを有しています。

16S rRNAのアンプリコンシーケンシングでは、使用されるプライマーが、細菌間で100%保存されていない領域内に結合します。そのため、特定の細菌の一部の領域がシーケンシングに含まれないことがあります。さらに、葉緑体は16S rRNA遺伝子とある程度の相同性を持っており、増幅される可能性があります。また、マイクロバイオームのサンプルは多様なソースから得られ、その組成もさまざまであるため、新しいサンプルタイプを調査する際にはコントロールサンプルを使用することが推奨されます。

16S DNAとは、細菌ゲノム中の16S rRNAをコードする遺伝子を指します。16S rRNAは、16S DNA遺伝子から転写されるrRNAです。イルミナの16Sメタゲノムシーケンシングライブラリー調製プロトコールでは、DNAを入力として使用し、アンプリコンPCRのために16S rDNA遺伝子の可変領域V3とV4をターゲットにしたPCRプライマーを使用します。

16Sデモプロトコールでは、任意のターゲットからイルミナ互換のライブラリーを作成するオプションが提供されています。真菌やその他の生物には16S rRNA遺伝子はありませんが、18SやITS領域などの他の保存領域は有しています。どのようなアンプリコンでも、同様の多様性解析研究に使用することができます。

rRNAシストロンの内部転写スペーサー1（ITS1）領域は、メタゲノムサンプルにおいて真菌種を同定するために用いられるDNAマーカーとして広く使用されています。 ²