Vollständige Phagen- und Plasmid-Sequenzierungsdienste

CD Genomics bietet umfassende Plasmid- und Phagen-Sequenzierungsdienste an. Unsere fortschrittlichen bioinformatischen Pipelines unterstützen die de novo Assemblierung, wodurch die Notwendigkeit von Referenzgenomen entfällt und eine gründliche und präzise Analyse sowohl von Plasmiden als auch von Bakteriophagen ermöglicht wird.

Was ist die vollständige Phagen-/Plasmid-Sequenzierung?

Plasmide sind zirkuläre DNA-Moleküle, die unabhängig innerhalb von Bakterienzellen existieren und oft Gene tragen, die ihren Wirten vorteilhafte Eigenschaften wie Antibiotikaresistenz oder verbesserte Stoffwechselfunktionen verleihen. Diese Plasmide sind entscheidend für den horizontalen Gentransfer, der es Bakterien ermöglicht, sich schnell an Umweltbedingungen und Veränderungen anzupassen. Ebenso sind Phagen, oder Bakteriophagen, Viren, die gezielt Bakterien angreifen und eine entscheidende Rolle beim bakteriellen Gentransfer und der Populationsdynamik spielen. Ihre Wechselwirkungen mit bakteriellen Wirten beeinflussen die mikrobielle Vielfalt und das ökologische Gleichgewicht.

Ein gründliches Verständnis der genetischen Struktur von Plasmiden und Phagen ist entscheidend, um ihre Rollen in mikrobiellen Ökosystemen und ihren Einfluss auf Eigenschaften wie Antibiotikaresistenz zu begreifen. Die vollständige Sequenzierung von Plasmiden/Phagen umfasst das Entschlüsseln der gesamten genetischen Sequenz von Plasmiden und Phagen und bietet einen umfassenden Überblick über ihre genetische Landschaft. Diese Methode ermöglicht es Forschern, sowohl die wesentlichen Gene als auch die accessory Elemente zu identifizieren, die zur Anpassungsfähigkeit und pathogenen Potenzial des Organismus beitragen. Durch diese detaillierte genetische Kartierung gewinnen wir tiefere Einblicke in die mikrobielle Evolution und die Prozesse des Gentransfers, die entscheidend für den Fortschritt der Forschung in der Biotechnologie und Umweltwissenschaft sind.

Unsere gesamten Phagen-/Plasmid-Sequenzierungsmethoden

Plasmide und Phagen weisen erhebliche Variabilität in Größe und Komplexität auf, wobei Plasmide oft einen hohen GC-Gehalt, komplexe Strukturen oder umfangreiche repetitive Regionen zeigen, während Phagen ebenfalls unterschiedliche genetische Architekturen und variable Genomgrößen aufweisen können. Diese Komplexitäten haben traditionelle Sanger-Sequenzierungsmethoden historisch sowohl teuer als auch anfällig für hohe Fehlerraten gemacht, verbunden mit relativ langsamen Verarbeitungszeiten.

CD Genomics setzt fortschrittliche Sequenzierungstechnologien ein, um vollständige Plasmid- und Phagen-DNA-Sequenzen bereitzustellen. Unsere Methoden integrieren sowohl Next-Generation Sequencing (NGS) als auch Long-Read-Sequenzierungstechnologien, um die unterschiedlichen Strukturen und Größen von Plasmiden und Phagen zu berücksichtigen. Wir nutzen modernste Plattformen wie Illumina für Hochdurchsatz-Sequenzierung und Nanopore oder PacBio für Long-Read-Sequenzierung. Unser Ansatz umfasst eine umfassende Bibliotheksvorbereitung und bioinformatische Analyse, um eine genaue Zusammenstellung und Annotation der gesamten genetischen Sequenz sicherzustellen.

Phagen-Ganzgenom-Sequenzierung

CD Genomics konzentriert sich nun auf das Angebot von Sequenzierungen von Bakteriophagen mit der gesamten Genomsequenzierung, wobei sowohl Kurzlese- (Illumina HiSeq) als auch Langlese- (PacBio SMRT, Oxford Nanopore) Plattformen verwendet werden, um zu unterstützen. von Neuem und referenzgesteuerte Assemblierung. Unser optimierter Workflow verarbeitet GC-reiche, wiederholungsdichte oder strukturell komplexe Phagen-Genome und erzeugt hochkontinuierliche Assemblierungen mit funktioneller Genannotation und Einblicken in die Wirt-Interaktionen.

Die Ganzgenomsequenzierung von Phagen unterstützt die Forschung zur Entdeckung von Phagenkandidaten gegen antibiotikaresistente Bakterien, Studien zur phagenbedingten Diversität in Umwelt und Lebensmitteln sowie die evolutionäre Analyse von Phagenpopulationen in verschiedenen Ökosystemen.

Vorteile der vollständigen Phagen-/Plasmid-Sequenzierung

Umfassende DeckungBietet eine vollständige Sequenzierung von Plasmiden und Phagen, einschließlich Regionen mit hohem GC-Gehalt und komplexen Strukturen, die traditionelle Methoden möglicherweise übersehen, und gewährleistet einen umfassenden genetischen Überblick.

Hohe GenauigkeitLiefert Sequenzen mit einer Genauigkeit von über 99,9 %, wodurch sichergestellt wird, dass die genetischen Informationen präzise und zuverlässig für weitere Forschungen sind.

KostenwirksamBietet eine kostengünstigere Lösung, insbesondere für große Plasmide und Phagen, mit deutlich niedrigeren Kosten im Vergleich zu traditionellen Sequenzierungsmethoden, was es zu einer kosteneffizienten Wahl für umfangreiche Projekte macht.

Schnelle BearbeitungStellt eine schnelle Verarbeitung und Datenerfassung sicher, beschleunigt die Forschung und ermöglicht zeitnahe Erkenntnisse.

Keine Referenz erforderlichFührt Sequenzierungen ohne die Notwendigkeit vorhandener Referenzgenome durch, ideal für die Erforschung neuartiger oder unbekannter Plasmide und Phagen.

Hoher DurchsatzFähig, mehrere Proben gleichzeitig zu bearbeiten, was die Effizienz steigert und großangelegte Forschungsanstrengungen unterstützt.

Anwendungen der vollständigen Phagen-/Plasmidsequenzierung

• Mikrobielle ÖkologieUntersuchen Sie die Rolle von Plasmiden und Phagen innerhalb mikrobieller Gemeinschaften, ihre Interaktionen und ihren Einfluss auf die mikrobielle Vielfalt und die Funktionen des Ökosystems.
• GenübertragungsstudienUntersuchen Sie die horizontalen Genübertragungsmechanismen, die durch Plasmide und Phagen vermittelt werden, einschließlich der Verbreitung von Resistenzgenen und anderen funktionalen Attributen.
• Synthetische BiologieNutzen Sie umfassende Plasmidsequenzen, um genetische Konstrukte zu entwerfen und zu verfeinern, und fördern Sie Anwendungen in der synthetischen Biologie.
• PhagenforschungAnalysiere Phagen-Genome, um Strategien für gezielte Interventionen gegen spezifische Bakterienarten zu entwickeln.
• UmweltforschungUntersuchen Sie die Präsenz und Funktionen von Plasmiden und Phagen in verschiedenen Umgebungen, wie Boden, Wasser und verschiedenen mikrobiellen Lebensräumen.

Vollständiger Plasmid-/Phagen-Sequenzierungs-Workflow

Dienstspezifikationen

	Musteranforderungen Vollständige Plasmid-DNA-Sequenzierung: Plasmid-DNA ≥ 1 µg; Mindestmenge: 500 ng; Konzentration ≥ 20 ng/µL Plasmid-Sequenzierung (Nanopore): Genomisches DNA ≥ 1 µg; Mindestmenge: 500 ng; Konzentration ≥ 10 ng/µL Phagen-Sequenzierung Probenart: Phagenproben können entweder aus Umgebungsproben oder aus Reinkulturen isoliert werden. Hinweis: Musterbeträge sind nur zur Referenz aufgeführt. Für detaillierte Informationen wenden Sie sich bitte an Kontaktieren Sie uns mit Ihren maßgeschneiderten Anfragen.
Klicken	Sequenzierungsstrategie Illumina-Plattform Nanopore Plattform
	Bioinformatische Analyse Wir bieten mehrere maßgeschneiderte bioinformatische Analysen an: Datenqualitätskontrolle Hochwertige Datenerfassung Genom de novo Assemblierung Erkennung spezifischer Sequenzen Annotation und funktionale Analyse Hinweis: Die empfohlenen Datenoutputs und Analyseinhalte, die angezeigt werden, dienen nur zur Referenz. Für detaillierte Informationen, bitte kontaktieren Sie uns mit Ihren maßgeschneiderten Anfragen.

Analyse-Pipeline

Liefergegenstände

• FASTQ-Dateien
• Lese-Längen- und Qualitätsbericht
• Versammlungsergebnisse
• Genomische Kreisdiagramm
• Analyse potenzieller Mutationen
• Annotierungsdateien

CD Genomics nutzt die fortschrittlichen Möglichkeiten der Illumina-Plattform für präzises Plasmid-Sequencing, um eine zuverlässige Verifizierung und umfassende Analyse von Plasmid-DNA zu gewährleisten. Darüber hinaus haben wir eine kostengünstige, hochdurchsatzfähige Methode entwickelt, die Nanopore-Technologie nutzt, um größere Plasmide effizient vollständig zu sequenzieren. Indem wir unser Fachwissen auf das Phagen-Sequencing ausdehnen, verwenden wir diese hochmodernen Technologien, um umfassende und genaue genomische Einblicke in Bakteriophagen zu bieten. Mit unserer umfangreichen Erfahrung und modernsten Plattformen sind wir bestrebt, außergewöhnliche Sequenzierungsdienste und hochwertige Ergebnisse zu liefern, die auf die unterschiedlichen Bedürfnisse unserer Kunden zugeschnitten sind.

1. Warum ist die vollständige Sequenzierung von Plasmid-DNA notwendig?

• Validierung der Sequenzintegrität: Plasmide können während des Klonens oder der Amplifikation genetischen Modifikationen unterliegen, was potenzielle Fehler oder Mutationen einführen kann.
• Qualitätskontrolle für Klonierung und Ingenieurwesen: Die Sequenzierung von Plasmiden gewährleistet eine genaue Überprüfung der klonierten Einsätze, das Fehlen von Mutationen und die Integrität des experimentellen Systems.
• Optimierung des experimentellen Designs: Genauer Plasmidsequenzen ermöglichen eine effektive Versuchsplanung.

2. Wie extrahiert man Plasmid-DNA aus Wirtszellen?

Zu den gängigen Extraktionsmethoden gehören:

• Alkalische Lyse: Zelllyse unter alkalischen Bedingungen zur Freisetzung von Plasmid-DNA.
• Phenol-Chloroform-Extraktion: Verwendung von Phenol und Chloroform zur DNA-Extraktion, um Proteine und Verunreinigungen zu entfernen.
• Säulenbasierte Extraktion: Kommerzielle Säulen zur Reinigung von Plasmid-DNA durch Zentrifugation und Elution.

3. Wie kann die Genauigkeit von Sequenzierungsdaten sichergestellt werden?

Kritische Maßnahmen zur Sicherstellung der Genauigkeit von Sequenzierungsdaten umfassen mehrere wichtige Verfahren:

• Gründliche Probenentnahme: Gewährleistung der Reinheit und Konzentration von Plasmid-DNA.
• Auswahl einer geeigneten Sequenzierungsplattform: Anpassung der Wahl an die experimentellen Anforderungen.
• Implementierung der Datenverarbeitung und Qualitätskontrolle: Einsatz von bioinformatischen Werkzeugen zur Eliminierung von minderwertigen Reads und Sequenzierungsfehlern.
• Validierung durch Sequenzalignment: Abgleich der Ergebnisse mit bekannten Sequenzen zur Untermauerung der Genauigkeit.

4. Was sind die Anwendungen der vollständigen Plasmid-DNA-Sequenzierung?

Die vollständige Plasmid-DNA-Sequenzierung bietet eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Bereichen:

• Genklonierung und Expressionsstudien: Erleichterung des Aufbaus effektiver Klonierungsvektoren.
• Forschung zur Antibiotikaresistenz: Entschlüsselung bakterieller Resistenzmechanismen.
• Genfunktionenstudien: Untersuchung spezifischer Genfunktionen innerhalb von Zellen.
• Synthetische Biologie und Biotechnologie: Pionierarbeit bei der Gestaltung von Werkzeugen und Wegen der synthetischen Biologie für die pharmazeutische Produktion, die Umweltrestaurierung und Bioenergieprojekte.

Wenn Sie mehr erfahren möchten, lesen Sie bitte unseren Artikel "Plasmidnachweis und vollständige Plasmid-DNA-Sequenzierung."

5. Welche Faktoren können die Ergebnisse der Plasmid-DNA-Sequenzierung beeinflussen?

Einflussfaktoren umfassen:

• Probenqualität: DNA-Reinheit und Angemessenheit der Konzentration.
• Sequenzierungstechnologie: Angemessenheit der gewählten Plattformen und Technologien.
• Datenverarbeitung: Effektivität der Qualitätskontrolle und der Verarbeitungsverfahren.
• Sequenzkomplexität: Einfluss der Komplexität der Plasmidsequenz und repetitiver Elemente auf die Assemblierung.

Dynamik der antimikrobiellen Resistenz und genomische Epidemiologie von multiresistenten Erregern Salmonella enterica Serovar Indiana ST17 von 2006 bis 2017 in China

Journal: Msystems

Impactfaktor: 7,324

Veröffentlicht: 21. Juli 2022

Hintergrund

Nontyphoidale Salmonella enterica (NTS) ist ein bedeutender globaler lebensmittelbedingter Krankheitserreger, der zunehmend mit antimikrobieller Resistenz (AMR), insbesondere multiresistenten (MDR) Stämmen, in Verbindung gebracht wird. Diese Resistenz erschwert die Behandlung und stellt eine Herausforderung für die öffentliche Gesundheit dar, was die WHO dazu veranlasst hat, resistente S. enterica bei der Entwicklung neuer Antimikrobiaka zu priorisieren. Die genetische Grundlage der Resistenz umfasst chromosomale Mutationen und plasmidvermittelte Gene, die zur weit verbreiteten Dominanz bestimmter Stämme beitragen. Jüngste Studien in China heben die Prävalenz und die Resistenzmechanismen von MDR S. Indiana hervor und unterstreichen den dringenden Bedarf an effektiven Maßnahmen zur Eindämmung ihrer Verbreitung.

Methoden

Ergebnisse

Unter 138 bla_CTX-M-positive Isolate, 65,2% wurden nach Genomstandort klassifiziert. Bemerkenswert ist, bla_CTX-M-14 und bla_CTX-M-55 wurden auf Chromosomen identifiziert, während bla_CTX-M-15 und bla_CTX-M-65 wurden überwiegend von Plasmiden getragen. Menschliche Isolate wiesen eine signifikant höhere Prävalenz von bla_CTX-M Positivität (63%) im Vergleich zu lebensmittelbezogenen Isolaten (47%). Die vollständige Sequenzierung von fünf repräsentativen Isolaten enthüllte eine vielfältige Landschaft genetischer Kontexte, die beherbergen bla_CTX-M Gene, insbesondere auf IncHI2-Plasmiden. Bemerkenswerterweise wies das Plasmid pIndS104-CTX eine auffällige Ähnlichkeit mit einem chromosomalen Locus in S. Indiana SI43 auf, was auf potenzielle Rekombinationsereignisse zwischen Plasmiden und Chromosomen hindeutet. Diese Studie unterstreicht die Komplexität von bla_CTX-M Verbreitungswege unter Pathogenen und betont die dringende Notwendigkeit weiterer Aufklärung.

Abb. 1. Zirkulärer Vergleich zwischen bla_CTX-M-positive IncHI2-Plasmide in dieser Studie (pIndS104-CTX, ps17177-CTX und ps11011-CTX) und andere ähnliche IncHI2-Plasmide in der NCBI nr-Datenbank.

Diese landesweite Studie von 251 Isolaten fand eine starke genomische Ähnlichkeit zwischen menschlichen und Hühnerisolaten, was darauf hindeutet, dass Hühner eine Quelle für menschliche Infektionen sind. Linie 6 war die resistenteste, wobei IncHI2-Plasmide häufig ESBL- und PMQR-Gene trugen.

Fazit

Diese Studie bietet einen detaillierten Einblick in die rasante Entwicklung der Multidrug-Resistenz (MDR) bei S. Indiana in den letzten 15 Jahren in China. Einzigartige Mechanismen der antimikrobiellen Resistenz unterscheiden S. Indiana von anderen Serovaren, wobei verschiedene genetische Prozesse zur Entwicklung der Resistenz beitragen, einschließlich chromosomaler Integrationen, der Evolution mobiler Resistenzelemente und sporadischer Akquisition von Resistenzelementen. Die Präsenz vielfältiger Wirtsnischen, einschließlich verschiedener tierischer Reservoirs, unterstreicht die Bedeutung eines One Health-Ansatzes für ein effizientes Monitoring und die Kontrolle der Ausbreitung von Resistenzen. Eine kontinuierliche Überwachung, die auf bakterielle Stämme und mobile genetische Elemente abzielt, ist für effektive Kontrollmaßnahmen unerlässlich.

Referenz:

1. Du P, Liu X, Liu Y, et al. Dynamik des antimikrobiellen Widerstands und genomische Epidemiologie von multiresistenten Salmonella enterica Serovar Indiana ST17 von 2006 bis 2017 in China. Msysteme, 2022, 7(4): e00253-22.