미생물 유전체학
미생물 유전체학

16S 및 ITS rRNA 시퀀싱

무배양 NGS 기반 ITS 및 16S rRNA 유전자 시퀀싱 방법을 사용하여 복잡한 마이크로바이옴 또는 환경에서 미생물을 식별하고 비교합니다

16S 및 ITS rRNA 시퀀싱이란 무엇입니까?

16S 내부 전사 스페이서(ITS) 리보솜 RNA(rRNA) 시퀀싱은 주어진 샘플 내에 존재하는 세균 또는 진균을 식별하고 비교하는 데 사용되는 일반적인 앰플리콘 시퀀싱 방법입니다. 차세대 시퀀싱(NGS) 기반 ITS 및 16S rRNA 유전자 시퀀싱은 연구하기 어렵거나 불가능한 복잡한 미생물군 또는 환경에서 추출한 샘플 계통 발생 및 분류를 비교하기 위한 잘 확립된 방법입니다. 이러한 무배양 방법을 통해 과학자들은 다른 방법을 통해서는 발견할 수 없는 세균 또는 진균을 식별할 수 있습니다.

원핵생물의 16S rRNA 유전자는 길이가 약 1500 bp이고, 보존 부위 사이에 9개의 가변 부위가 산재되어 있습니다. 16S rRNA 유전자의 가변 부위는 다양한 미생물 집단에서 속 또는 종의 계통학적 분류에 빈번하게 사용됩니다.1 rRNA 시스트론의 ITS1 영역은 복잡한 마이크로바이옴 샘플에서 진균 종을 식별하는 데 일반적으로 사용되는 DNA 표지자입니다.2

Male researcher collecting water and soil samples in an agricultural field, holding a pipette and dropping liquid into a beaker, testing the pH of the soil.

NGS 워크플로우 파인더

다음 워크플로우에서 추측을 배제하세요. NGS 워크플로우 파인더는 개인화된 솔루션 권장 사항과 리소스를 제공하므로 안심하고 시퀀싱할 수 있습니다.

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NGS 기반 16S 및 ITS rRNA 분석의 장점

16S 및 ITS 리보솜 RNA NGS 방법의 주요 이점은 기존 방법을 사용하여 발견할 수 없는 미생물을 식별하는 데 비용 효과적인 기법을 제공한다는 것입니다. 모세관 시퀀싱 또는 PCR 기반 접근법과 달리, 차세대 시퀀싱은 샘플 내 전체 미생물 군집을 분석할 수 있는 무배양 방법입니다.

16S rRNA NGS를 통해 미생물학자는 세균 집단의 다양성 분석을 위한 속 수준 민감도를 얻을 수 있습니다. NGS를 이용한 ITS 분석을 통해 진균 식별을 신속하게 수행하여 진균군 유전체에 대한 이해를 높이는 데 도움을 줍니다. 또한, NGS는 시퀀싱 런에서 여러 샘플을 결합할 수 있는 기능을 제공합니다.

16S 및 ITS rRNA 시퀀싱의 애플리케이션

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감염병 식별

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환경 메타지노믹스

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입증된 16S 및 ITS rRNA 프로토콜

16S rRNA 시퀀싱 프로토콜

박테리아 16S rRNA 앰플리콘 시퀀싱에 대해 입증된 프로토콜 및 FAQ, 프로토콜로 생성되고 MiSeq 시스템에서 실행되는 라이브러리의 데이터 세트 예시를 살펴보세요.

ITS rRNA 시퀀싱 프로토콜

프라이머 시퀀스를 포함하고 권장 데이터 분석 워크플로우를 제공하는 진균 또는 메타지노믹 샘플 분석에 대한 입증된 프로토콜을 확인하세요.

16S 시퀀싱 방법 가이드

16S 유전자의 앰플리콘 기반 차세대 시퀀싱은 모세관 시퀀싱 또는 PCR 기반 접근 방식에 비해 여러 가지 장점을 제공합니다. 이 16S 시퀀싱 방법 가이드에서 어떻게 작동하는지 알아보세요.

16S 및 ITS rRNA 시퀀싱을 위한 권장 워크플로우

1
라이브러리 준비

Illumina DNA/RNA UD Indexes

16S 및 ITS rRNA 시퀀싱과 같은 시퀀싱 애플리케이션에 사용할 라이브러리를 준비하기 위한 빠르고 통합된 워크플로우입니다.

Illumina Purification Bead

30mL, 100mL 또는 400mL 크기의 라이브러리 클린업 및 크기 선발용 비드. 제품은 Illumina DNA Prep 제품 페이지의 “액세서리 제품”에서 찾을 수 있습니다. 플라이어 다운로드

2
시퀀싱

MiSeq 시스템

빠르고 비용 효율적인 16S 및 ITS 시퀀싱 애플리케이션에 이상적인 강력하고 컴팩트한 시스템입니다.

NextSeq 1000 및 2000 시스템

처음부터 끝까지 종합적인 워크플로우를 통해 발견의 역량을 키워 줍니다.

3
분석

16S 메타지노믹스

Illumina의 큐레이션을 거친 GreenGenes 분류 데이터베이스를 사용하여 16S rRNA 표적 앰플리콘 리드의 분류학적 분류를 수행합니다.

NextSeq 1000 및 NextSeq 2000 시스템에서의 16S rRNA 시퀀싱

NextSeq 1000 및 NextSeq 2000 시스템이 어떻게 미생물 집단의 효율적인 고처리량 특성화 기능을 실험실에 제공할 수 있는지 알아보세요.

App Note 다운로드
NextSeq 1000/2000 in dry lab in front of a window displaying start screen, blurry foreground

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16S rRNA 시퀀싱 자주 묻는 질문

16S rRNA는 모든 세균 및 고초에서 발견되는 리보솜의 아단위입니다. 길이는 1500개의 뉴클레오티드로 이루어져 있으며 보존 부위 사이에 9개의 가변 부위가 산재되어 있습니다.

16S rRNA 시퀀싱은 복잡한 마이크로바이옴 또는 연구하기 어려운 환경에서 세균 다양성을 식별하고 비교하는 무배양 방법입니다. 이는 일반적으로 주어진 샘플 내에 존재하는 세균을 속 및/또는 종 수준까지 식별하는 데 사용됩니다. 구체적으로, 이는 단일 유전자에 초점을 맞춘 단일 앰플리콘을 사용하여 16S rRNA 세균 특이적 유전자 표지자를 표적화하는 앰플리콘 기반 시퀀싱 방법입니다.

16S rRNA 시퀀스는 세균 및 고초에서 흔히 발견되므로, 단일 샘플 및 단일 워크플로우 내에서 다양한 미생물을 식별하는 데 사용할 수 있습니다. 16S rRNA 시퀀싱을 통해, 샘플에 존재하는 분류군을 식별할 수 있습니다. 이를 통해 미생물 군집과 미생물 군집의 상호작용에 대한 이해가 높아집니다.

리보솜과 그 아단위 모두 모두 침강 계수에 의해 특징지어지며, 이는 스베드버그 단위(기호: S)로 표현됩니다. 이 경우, 16S는 리보솜이 용액에 침전되는 데 16스베드버그 단위 시간이 걸린다는 것을 의미합니다.

모든 세균 및 고세균은 16S rRNA 서열을 가지고 있습니다.

16S rRNA의 앰플리콘 시퀀싱에서, 사용된 프라이머는 세균 전반에 걸쳐 100% 보존되지 않는 영역 내에서 결합됩니다. 이로 인해 특정 세균의 일부 영역이 시퀀싱에 포함되지 않는 경우가 발생합니다. 또한, 엽록체는 16S rRNA 유전자와 일부 상동성을 가지며 증폭될 수 있습니다. 마이크로바이옴 샘플은 다양한 구성의 다양한 소스에서 나올 수 있으므로 새로운 샘플 유형을 조사할 때 대조 샘플을 사용하는 것이 좋습니다.

16S DNA는 16S rRNA를 코딩하는 세균 게놈 내의 유전자를 지칭합니다. 16S rRNA는 16S DNA 유전자로부터 전사되는 rRNA입니다. Illumina 16S 메타지노믹 시퀀싱 라이브러리 준비 프로토콜은 DNA를 입력으로 사용하며, PCR 프라이머는 앰플리콘 PCR을 위해 16S DNA 유전자의 가변 부위 V3 및 V4를 표적으로 합니다.

16S 데모 프로토콜은 원하는 대상에서 Illumina 호환 라이브러리를 생성하는 옵션을 제공합니다. 진균 및 다른 유기체는 16S rRNA 유전자가 없지만, 18S 및 ITS 영역과 같은 다른 보존 부위를 갖습니다. 모든 앰플리콘은 유사한 다양성 분석 연구를 수행하는 데 사용될 수 있습니다.

rRNA 시스트론의 내부 전사 스페이서 1(ITS1) 영역은 메타지노믹 샘플에서 진균 종 식별에 흔히 사용되는 DNA 표지자입니다. 2

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참고 문헌

  1. Weisburg WG, Barns SM, Pelletier DA, et al. 16S ribosomal DNA amplification for phylogenetic study. J Bacteriol. 1991;173(2):697–703. doi: 10.1128/jb.173.2.697-703.
  2. Schoch CL, Seifert KA, Huhndorf S, et al. Nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS) region as a universal DNA barcode marker for Fungi. Proc Natl Acad Sci. 2012;109(16):6241-6. doi: 10.1073/pnas.1117018109.