中科院揭示基因組內16S rRNA差異導致的原核生物多樣性

近期，中科院武漢病毒研究所周寧一研究員課題組，在基因組內(nei) 16S rRNA基因的差異性而導致的原核生物多樣性高估研究方麵取得重要進展。相關(guan) 結果發表在7月的微生物學刊物Applied and Environmental Microbiology上，並被本期雜誌選為(wei) 亮點文章。

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16S rrna

自從(cong) Carl Woese應用16S rRNA基因來確定原核生物的親(qin) 緣關(guan) 係，這個(ge) 方法已成為(wei) 原核生物係統發育和分子生態學研究中*的經典標準。然而，該基因在原核生物內(nei) 往往同時存在多個(ge) 拷貝，而且拷貝之間的基因序列並不*一致。因此，在原核生物生態學研究中，基於(yu) 16S rRNA基因的菌群多樣性分析會(hui) 引起一定程度的高估。

該組從(cong) 目前2013個(ge) 測序的原核生物基因組中，對16S rRNA基因的拷貝數及基因組內(nei) 部異質性做了詳細的分析研究，發現細菌基因組中包含1-15個(ge) 拷貝，古菌基因組中包含1-4個(ge) 拷貝。在952個(ge) 基因組（隸屬於(yu) 585個(ge) 種）內(nei) 發現16S rRNA基因存在異質性。並發現16S rRNA基因不同區域存在不同程度的異質性，因而利用不同區域的序列進行基於(yu) 焦磷酸測序的分子生態學研究會(hui) 造成不同程度的多樣性高估。

本研究指出，對於(yu) 經常用來進行焦磷酸測序的區域中，V4-V5區域顯示了zui低的高估程度（約為(wei) 3.0%），而V6區域的高估程度zui高（約為(wei) 13%）。因此在原核生物分子生態學研究中，16S rRNA基因的V4-V5區域更適合作為(wei) 焦磷酸測序的目的片段。這是迄今為(wei) 止zui全麵的關(guan) 於(yu) 16S rRNA基因的基因組內(nei) 差異的研究，本研究不但提供了在針對不同的16S rRNA基因區段時不同豐(feng) 度的高估程度，而且提出了可利用V4-V5區來降低這一高估。