$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
الميكروبات يشير إلى مجموعه من الكائنات الحية الدقيقة (البكتيريا والفيروسات ، الارشييه ، البكتيريا ، والفطريات) الذين يعيشون في بيئة معينه ، ويشير ميكروبيوم إلى الجينوم الجماعي للكائنات المجهرية المقيمة. كما البكتيريا هي واحده من الميكروبات الأكثر وفره في البشر والفئران ، وتركز هذه الدراسة فقط علي التنميط البكتيرية. واستعمرت الأمعاء البشرية من قبل تريليونات من البكتيريا ومئات من سلالات البكتيريا1. الميكروبات المعوية الطبيعية تلعب دورا حيويا في الحفاظ علي حاله صحية في المضيف عن طريق تنظيم وظائف (اي الحفاظ علي حاجز الأمعاء سليمه ، والأيض الغذائي ، والتوازن الطاقة ، وتثبيط الاستعمار من قبل الكائنات المسببة للامراض ، و تنظيم الاستجابات المناعية)2،3،4،5. تم ربط الاضطرابات التركيبية لميكروبات الأمعاء (ديسبيوسيس الأمعاء) بعدد من الامراض البشرية ، بما في ذلك اضطرابات المعدة المعوية6، السمنة7،8، السكتة الدماغية9، السرطان10، مرض السكري8,11, التهاب المفاصل الروماتويدي12, الحساسية13, والامراض المرتبطة بالجهاز العصبي المركزي مثل التصلب المتعدد (MS)14,15 ومرض الزهايمر المرض (AD)8,16. لذلك ، في السنوات الاخيره ، كان هناك اهتمام متزايد في أدوات لتحديد تكوين البكتيريا في مواقع الجسم المختلفة. وينبغي ان يكون أسلوب موثوق بها خصائص مثل كونها عاليه الانتاجيه وسهله الاستخدام ، وجود القدرة علي تصنيف الجراثيم الجرثومية مع ارتفاع القرار ، ويجري منخفضه التكلفة.
التقنيات الميكروبيولوجية القائمة علي الثقافة ليست حساسة بما فيه الكفاية لتحديد وتوصيف الميكروبيوم الأمعاء المعقدة بسبب فشل العديد من بكتيريا الأمعاء تنمو في الثقافة. وقد تغلب ظهور التكنولوجيا القائمة علي التسلسل ، وخاصه التسلسل metagenomic المستندة إلى rrna 16s ، علي بعض من هذه التحديات وتحويل البحوث الميكروبيوم17. وقد ساعد المتقدمة 16S rRNA القائم علي التكنولوجيا التسلسل في إنشاء دور حاسم لميكروبيوم الأمعاء في صحة الإنسان. وقد ساعد مشروع الميكروبات البشرية ، وهو مبادرة المعاهد الوطنية للصحة18، ومشروع MetaHIT (المبادرة الاوروبيه)19 في وضع اطار أساسي للتحليل الميكروبيوم. ساعدت هذه المبادرات علي بدء دراسات متعددة لتحديد دور ميكروبيوم الأمعاء في صحة الإنسان والمرض.
وقد أظهرت عدد من المجموعات ديسبيوسيس الأمعاء في المرضي الذين يعانون من الامراض التهابيه12,14,15,20,21,22. علي الرغم من ان تستخدم علي نطاق واسع لتحديد التصنيف التصنيفي بسبب القدرة علي تعدد الإرسال والتكاليف المنخفضة ، لا توجد بروتوكولات موحده لتنميط التصنيف المستندة إلى rRNA 16S. وهناك قيد آخر هو الدقة المنخفضة للتعيين التصنيفي نظرا لصغر التسلسل يقرا (150 bp أو 250 bp) واستخدام التسلسل الامامي فقط قراءه (R1) بسبب انخفاض جوده التسلسل العكسي يقرا (R2). ومع ذلك ، ساعدت التطورات في تسلسل التكنولوجيا للتغلب علي بعض من هذه التحديات ، مثل القدرة علي تسلسل أطول يقرا باستخدام الاقتران-نهاية القراءة (علي سبيل المثال ، ايلومينا MiSeq 2x300bp).
يمكن للتكنولوجيا التسلسل الحالي تسلسل 600 bp نوعيه جيده يقرا ، والذي يسمح دمج R1 و R2 يقرا. هذه المدمجة أطول R1 و R2 يقرا السماح للتعيينات التصنيفية أفضل ، وخاصه مع الوصول المفتوحة المستندة إلى R المسببة للانقسام الانقسام خوارزميه-2 (DADA2) منصة. يستخدم DADA2 التعيينات المستندة إلى متغير تسلسل الاتساع (ASV) بدلا من التعيينات وحده التصنيف التشغيلية (OTU) استنادا إلى التشابه 97% المستخدمة من قبل QIIME23. وتؤدي مباريات ASV إلى تطابق متسلسل بالبالضبط في قاعده البيانات داخل النواة 1 – 2 ، مما يؤدي إلى التعيين في مستويات الجنس والأنواع. التالي ، فان الجمع بين القراءات الطويلة وذات النوعية الجيدة وأداات التعيين التصنيفية الأفضل (مثل DADA2) قد حول الدراسات الميكروبيوم.
المقدمة هنا هو دليل خطوه بخطوه لأداء التنميط البكتيرية باستخدام التضخيم خطوتين من المنطقة V3-V4 من rRNA 16S وتحليل البيانات باستخدام DADA2 ، Phyloseq ، وأنابيب METAGENassist. لهذه الدراسة ، يتم استخدام مستضد الكريات البيضاء البشرية (هلا) الفئة الثانية الفئران المحورة وراثيا ، وبعض هلا الفئة الثانية الاليل ترتبط مع الاستعداد لامراض المناعة الذاتية مثل MS20،24،25. ومع ذلك ، فان اهميه الجينات من الدرجة الثانية في تنظيم تكوين الجراثيم المعوية غير معروفه. هو افترضت ان ال [هلا] صنف [ايي] جزيء سياثر مجتمعه جراثيم جرثوميه ب ينتقي لجراثيم خاصه. مركب التوافق الرئيسية المدرج (mhc) الفئة الثانية الفئران الضربة القاضية (اي كو) أو الفئران التعبير عن جزيئات DQ8 الإنسان (DQ8)24,25,26 واستخدمت من أجل فهم اهميه الجزيئات هلا من الدرجة الثانية في تشكيل المجتمع الميكروبية الأمعاء. ويعتقد ان هذا العمل الكامل والمبسط مع تحليل البيانات المستندة إلى R سيكون بمثابه أداه ممتازة للباحثين المهتمين في أداء الدراسات التنميط الميكروبيوم.
جيل الفئران التي تفتقر الداخلية murine MHC فئة الجينات الثانية (AE. كو) و AE-/-. DQA1 * 0103 ، DQB1 * 0302 (هلا-DQ8) تم وصف الفئران المحورة وراثيا مع خلفيه C57BL/6J سابقا26. يتم جمع عينات من البراز من الفئران من كلا الجنسين (8 – 12 أسبوعا من العمر). وقد ولدت الفئران في السابق والحفاظ عليها في منشاه الحيوانية جامعه أيوا وفقا للصحة القومية والمبادئ التوجيهية المؤسسية. استراتيجيات التحكم في التلوث مثل الفطام من الفئران داخل مجلس الوزراء تدفق الرقائقي ، وتغيير القفازات بين سلالات مختلفه من الفئران ، والصيانة السليمة للفئران خطوات حاسمه لتحديد الملامح من ميكروبيوم الأمعاء.
ينصح بشده باستخدام معدات الحماية الشخصية المناسبة خلال الاجراء بأكمله. يجب تضمين عناصر التحكم السلبية المناسبة عند تنفيذ عزل الحمض النووي ، PCR1 و PCR2 التضخيم ، وخطوات التسلسل. ينصح باستخدام المعقمة ، خاليه من DNase ، RNase خاليه ، واللوازم الخالية من مولد حر. وينبغي استخدام pipettor المعين للعمل الميكروبيوم ونصائح ماصه المصفاة في جميع انحاء البروتوكول. يتكون تحليل الجراثيم المجهرية من سبع خطوات: 1) جمع العينات ومعالجتها بالبراز ؛ 2) استخراج الحمض النووي ؛ 3) التضخيم الجينات rRNA 16S ؛ 4) بناء مكتبه الحمض النووي باستخدام PCR المفهرسة ؛ 5) تنظيف والتقدير الكمي لل PCR المفهرسة (مكتبه) ؛ 6) التسلسل MiSeq ؛ و 7) معالجه البيانات وتحليل التسلسل. ويرد في الشكل 1رسم تخطيطي لجميع خطوات البروتوكول.