2017-04-18
由中國科學院廣州地球化學研究所應光國課題組發布的一項研究結果表明，近年來中國抗生素使用量驚人，抗生素使用量約占世界用量的一半，其中52%為獸用，48%為人用，超過5萬噸抗生素被排放進入水土環境中。據估計，已發現的4000多種抗生素中，有2/3是放線菌產生的。那放線菌究竟是如何產生的抗生素，是由哪些基因控制的？這就需要我們從基因組水平對放線菌展開研究，叮叮叮......,勤勞的小編上線了，今天小編就帶大家聊聊有關放線菌基因組的那些事兒。
放線菌（Actinomyces）是一群革蘭氏陽性，高 G+C mol% （> 55%）含量的細菌。因在固體培養基上呈輻射狀生長而得名，大多數有發達的分枝菌絲（圖1）。
圖 1 放線菌
比較典型的放線菌屬主要有：鏈霉菌屬、諾卡氏菌屬、放線菌屬、小單孢菌屬、鏈孢囊菌屬和游動放線菌屬。目前這六大類典型的放線菌屬在Genbank中的公布情況如下表：
表1 Genbank中六大典型放線菌屬的統計表
圖2 Genbank中放線菌的統計情況
要想了解發現細菌的基因功能，我們必須對其基因組展開研究。但目前針對放線菌基因組的測序仍然存在很多困難：（1）放線菌產生的次級代謝產物較多，這使得抽提相對比較困難；（2）放線菌基因組較大（最大可高達12.45Mb,平均基因組大小為8M左右）；（3）放線菌基因組GC 含量偏高（放線菌基因組拼接序列條數高達8884條，平均的拼接條數也都在200條左右），這導致目前得到的很多放線菌基因組的拼接效果差(圖1)。
在積累了大量放線菌基因組測序項目經驗后，為保證放線菌基因組的拼接效果，小編建議老師在樣品準備和測序過程中，需要注意以下細節：
首先，在樣品準備過程中，小編建議在搖菌的過程中加入玻璃珠或鋼珠，縮短培養時間，避免產生過多的次級代謝產物。
其次,在測序前建議老師做菌株鑒定，最大限度降低樣品出錯的概率(放線菌完成圖測序派森諾提供免費菌株鑒定)。
第三，針對不同的實驗目的，共有三套不同的解決方案供老師們選擇，具體如下：
表2 放線菌測序解決方案
針對Illimina平臺，小編建議采用 PCR-free 的方式進行建庫，與常規建庫方式相比，無需進行PCR擴增，可提高高GC區域的覆蓋度，非常適用于GC含量比較高的放線菌基因組測序。針對同一個樣品我們同時采用常規建庫和PCR-free建庫測序，其拼接結果如下：
表3 放線菌的拼接結果
從拼接結果來看，PCR-free建庫方式的拼接結果遠優于常規建庫。PCR-free建庫拼接的最長序列為774880bp，約為常規建庫的12倍左右（常規建庫拼接序列最長為63792bp）；PCR-free建庫的N50為381387bp，約為常規建庫的43倍（常規建庫的N50為8888bp）；PCR-free建庫拼接后的序列條數為51條，比常規建庫提升了20倍（常規建庫拼接后的序列條數為1058條）。
好啦，有關放線菌小編今天就為大家介紹這么多，大家掌握了沒有，有沒有放線菌基因組要測序的，小編在這兒等著你哦……
