Transkriptomische Sequenzierung fördert die Mikrobiomforschung

Die Forschung zum mikrobiellen Transkriptom konzentriert sich auf die Analyse von RNA aus Mikroorganismen in einer bestimmten Umgebung oder zu einem bestimmten Zeitpunkt, um die Genexpression zu erfassen und starke Beweise für das Studium der Regulation der differentiellen Genexpression in Mikroorganismen zu liefern.

Transkriptomsequenzierung Technologien ermöglichen nicht nur die Entdeckung neuer Mikroorganismen, die die Krankheitsentwicklung und die therapeutische Wirksamkeit beeinflussen, sondern bieten auch nützliche Werkzeuge zur Analyse der Zusammensetzung mikrobieller Gemeinschaften in spezifischen Umgebungen, zur Überwachung mikrobieller Infektionen und zum Verständnis der Wechselwirkungen zwischen Bakterien und Medikamenten.

Vergleichende transkriptomische Analyse der genetischen molekularen Grundlagen von Mutanten industrieller Stämme

RNA und seine Abbauprodukte sind wichtige funktionale Komponenten, die in der Lebensmittelindustrie weit verbreitet sind. Guo u. a. verwendete Illumina HiSeq 2500, um cDNA zu sequenzieren, das durch die reversen Transkription von mRNA aus Saccharomyces cerevisiae gewonnen wurde, und untersuchte den genetischen Mechanismus der hohen RNA-Synthese im chemischen Mutantenstamm Saccharomyces cerevisiae BY23-195. Die Ergebnisse zeigten, dass die Ribosomenbiogenese, Meiose, RNA-Transport, der Mitogen-aktivierte Protein-Kinase (MAPK) Signalweg, Tryptophan-Stoffwechsel, Kohlenstoffstoffwechsel und der Regulierungspfad der Langlebigkeit eng mit dem hohen Nukleinsäurestoffwechsel in Zusammenhang standen. Saccharomyces cerevisiae.

Transkriptomische Analyse kombiniert mit genomischer Analyse von Mechanismen der antimikrobiellen Resistenz

Antimikrobielle Resistenz (AMR) hat das Potenzial, zu einem globalen Gesundheitsnotstand zu werden und wird bis 2050 voraussichtlich mehr Menschen töten als Krebs. Forscher führten eine Next-Generation-Sequenzierung der Transkriptome von vier Paaren phylogenetisch verwandter Acinetobacter baumannii Isolate mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten. Fünf verschiedene potenzielle Mechanismen der Arzneimittelresistenz in A. baumannii wurden identifiziert, was eine Grundlage für die Diagnose und Behandlung von Patienten mit einer Infektion bietet A. baumannii für Behandlung und Prognose.

Geninhaltvergleiche zwischen gepaarten Isolaten (Roe C u. a. 2020)

Transkriptomik-Technologie hilft, neuartige Mikroben zu identifizieren, die für die Krebsbehandlung relevant sind.

Forscher haben Transkriptomik-Technologie verwendet, um zwei Stämme von Bifidobacterium breve die die Krebsentwicklung und die Wirksamkeit der Krebsbehandlung beeinflussen können, indem sie das Tumorwachstum bei MC38-Dickdarmkrebs-Mäusen reduzieren. Umfassende immunologische und transkriptomische Analysen zeigten, dass die verstärkte B. kurz Stämme verbesserten die lymphozytenvermittelte Anti-Krebs-Immunität.

Wirkung von Krebstherapeutika und B. kurz Belastungen des intestinalen Transkriptoms (Yoon Y) u. a. 2021)

Mikrobielle Transkriptome fördern die Forschung zur Gemeinschaftsvielfalt

Parodontitis ist eine weltweit verbreitete orale Erkrankung, die durch eine ökologische Dysbiose des parodontalen Mikrobioms verursacht wird. Die Transkriptomprofilierung von Schlüsselmikroorganismen im Parodontium mithilfe von Transkriptomik ermöglichte die Identifizierung von Nukleocytosomen im parodontalen Ökotop, die unterschiedliche Genexpressionsprofile aufweisen als die in Labor-Kulturen. Insgesamt wurden 127.729 SNPs in den Transkripten des parodontalen Ökotons identifiziert, die ähnliche Häufigkeiten in Gesundheit und Krankheit aufweisen und das gesamte Genom abdecken, was auf einen sich entwickelnden Wirt hindeutet. Die Vielfalt der mikrobielle Gemeinschaften ist ein wichtiges Merkmal ihrer Anpassung an die Natur, daher sollte die Ableitung der funktionalen Relevanz von Mikroben aus Labor-Daten mit Vorsicht angegangen werden.

Vergleich der Genexpression bei Parodontitis und im Laborkultur für Porphyromonas gingivalis (Deng Z L u. a. 2018)

Zusammenfassung

In den letzten Jahren haben sich die Forschungstechniken, die auf die mikrobielle Transkriptomik abzielen, ebenfalls weiterentwickelt. Auf der Genebene hat sie sich von der komplementären Validierung fragmentarischer RNAs mit mikrobiellen Proben zur direkten Sequenzierung von vollständige RNAs Um Sequenzinformationen zu erhalten, hat sich die Forschung auf räumlicher Ebene von traditionellen Populations-Transkriptomen zu Studien auf räumlicher, Einzelzell- und epigenetischer Ebene entwickelt. Mit der kontinuierlichen Reifung der Transkriptomik-Technologie wird es zwangsläufig zu einem tieferen Verständnis der transkriptionalen Expression und regulatorischen Informationen von Mikroorganismen in verschiedenen Lebensräumen führen, was den Fortschritt im Bereich der Mikrobiologie erheblich fördern wird.

Referenzen:

1. Guo X, Zhao B, Zhou X, u. a. Analyse der molekularen Grundlage von Saccharomyces cerevisiae Mutant mit hohem Nukleinsäuregehalt durch vergleichende Transkriptomik. Lebensmittel-Forschung International, 2021, 142: 110188.
2. Roe C, Williamson C H D, Vazquez A J, u. a. Bakterielle genomweite Assoziationsstudien (bGWAS) und Transkriptomik identifizieren kryptische antimikrobielle Resistenzmechanismen in Acinetobacter baumannii. Grenzen der öffentlichen Gesundheit, 2020, 8: 451.
3. Yoon Y, Kim G, Jeon B N, u. a. Bifidobacterium-Stamm-spezifisch verbessert die Wirksamkeit von Krebstherapeutika bei tumortragenden Mäusen. Krebsarten, 2021, 13(5): 957.
4. Deng Z L, Sztajer H, Jarek M, u. a. Welten auseinander – Transkriptomprofile wichtiger oraler Mikroben im Parodontalraum im Vergleich zu einzelnen Labor-Kulturen spiegeln synergistische Interaktionen wider. Grenzen der Mikrobiologie, 2018, 9: 124.