Microbiome, Foundation, Sample technologies

微生物とマイクロバイオーム

Sample to Insightワークフロー

完全なマイクロバイオーム研究ワークフローを構築する

マイクロバイオーム研究では、非常に多様で、しばしば汚染物質に満ちた、さまざまな起源のサンプルを分析する必要があります。これは、信頼できる結果を得ることが困難な場合があることを意味します。マイクロバイオームサンプルについて最大限の洞察を得るために、あるいはサンプル中の特定の微生物ターゲットを検出するために、当社は包括的なワークフローを開発しました。サンプルの破砕や核酸の調製から、NGSによる配列解析やデジタルPCRによる定量に至るまで、マイクロバイオームワークフローの各ステップに適したソリューションを以下のセクションからお探しください。

弊社のチームがお手伝いします

お気兼ねなく、ワークフローと当社の製品についてご質問ください。

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サンプルの安定化

糞便サンプルを採取するとき、その中の核酸と微生物は、温度だけでなく、酸素や水分含有量のどのような変化にも反応します。これに加え、核酸抽出までの保存期間が長いと、特定の種の増減や微生物組成に変化が生じる可能性があります。

したがって、サンプルについて最も正確な洞察を得るには、その微生物と核酸を安定化させることが重要なステップとなります。当社のDNA / RNA保護ソリューションは、サンプルをインタクトに保ち、微生物の完全性を維持します。

マイクロバイオームサンプル安定化用の製品を見つける

サンプル破砕

微生物サンプルには、微生物、その頑丈な細胞壁、代謝産物、さらにその他の生物分子や非生物分子の複雑な混合物が含まれることがよくあります。このような成分はすべて、さまざまな細胞外ポリマーである可能性があるため、非常に多様です。このような複雑さと堅牢さは、微生物サンプルの溶解をかなり困難なものにしています。

効率的な破砕を確実にするには、機械的均質化が重要であり、分析ワークフローにバイアスが入りことを回避します。

96ウェルプレート内の微生物サンプル

96ウェルプレート内の困難なサンプルをどのように溶解しますか？余分なビーズを除去し、プレートを密封して漏出やクロスコンタミネーションを避けるにはどうすればよいでしょうか？ビデオをご覧ください。

PowerBead Pro プレートはQIAGENの新しいProキット技術の一部です。TissueLyser II用に改良されたビーズビーティングプロセスにより、細菌や真菌をハイスループットで、かつ効率的に溶解する方法を提供します。これは、あらゆる種類の土壌と糞便から微生物ゲノムDNAを分離するために、DNeasy 96 PowerSoil Pro Kitキットに含まれています。

マイクロバイオームサンプル破砕用の製品（破砕、均一性に拘った）を見つける

ヒトのマイクロバイオームサンプル

さまざまなソース由来のサンプルには、物質だけでなく、独特の物理的、化学的、微生物的組成に関連する特有の課題が伴います。そのため、当社のヒトバイオメディカル研究用サンプル調製キットは、腸、糞便、スワブなど、特定のサンプルタイプに合わせて最適化されています。

さらに、特許取得済みのInhibitor Removal Technology®（IRT）は、精製プロセス中に阻害物質を除去します。これにより、要求の厳しいダウンストリームアプリケーションでもすぐに使用できる純粋な高収量の核酸が得られます。

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ヒトバイオメディカルサンプル調製 – ハイライト

ヒト微生物サンプル調製用の製品を見つける

環境サンプル

環境からのサンプルには、植物由来サンプル、昆虫、動物の糞、微生物など、無機物と有機物の複雑な混合物が含まれていることが多くあります。そのため、環境微生物サンプルは、溶解や処理が非常に困難です。

信頼できる洞察が得られるように、当社の環境および農業研究用サンプル調製キットは、土壌、バイオフィルム、（下）水、植物など、特定のサンプルタイプに合わせて最適化されています。

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環境および農業サンプル調製 – ハイライト

環境および農業マイクロバイオームサンプル調製用製品を見つける

自動サンプル調製システムで作業時間を短縮

サンプル調製は、微生物ワークフローの成功とその再現性の取得にとって重要な要素です。異なるユーザーがサンプルから核酸を抽出する場合、複数の手動介入によるエラーの可能性が高まります。これは、分解、濃縮、汚染物質の存在などの核酸品質のばらつきにつながり、結果に影響を与える可能性があります。したがって、核酸抽出の自動化は、再現性を確保するためのひとつの方法です。標準化された信頼性の高いサンプル調製のためのQIAGENの自動化ソリューションの詳細をご覧ください。

サンプル分析

どのようなタイプのサンプルからもDNA分離サービス

高度な技術を使用して、抽出と定量からNGSと解析へ。

NGS、dPCR、リアルタイムPCRによる解析

dPCR、リアルタイムPCR、またはNGSにより、微生物ターゲット、抗微生物薬耐性、または病原性遺伝子を検出、同定、および定量します。

次世代シークエンシングによる全ゲノムおよびターゲット配列解析

次世代シークエンシング（NGS）法を使用すると、微生物群内の数千もの種を同時に分析できます。このため、NGSは、ヒトや環境のマイクロバイオームの研究方法に大きな革命をもたらしました。

試薬とプライマーの選択は、指定されたNGSライブラリーの生成において大きな役割を果たし、バイアスを最小限に抑え、読取深度を最大化します。当社の多様なキットは、さまざまな増幅とシークエンシングのニーズに対応し、均一なカバレッジと高品質の読取を実現します。

マイクロバイオームと微生物の検出と特性評価のためのNGS – ハイライト

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困難なサンプルのためのマイクロバイオームプロファイリングサービス

高度な技術を使用する次世代シークエンシングと16S/ITS領域の調査。

デジタルPCRによる微生物の検出と定量

困難なサンプル中に低濃度で微生物ターゲットが存在するため、その特異的検出やモニタリングが妨げられています。そこでデジタ PCRが役に立ちます。
多様なサンプル由来の細菌、真菌、寄生虫、ウイルス、抗生物質耐性遺伝子、毒性因子遺伝子など、幅広い微生物ターゲットを高い精度と感度で同定できるようにするだけではありません。それだけでなく、dPCRによってターゲットの絶対定量が可能になり、標準曲線は不要です。

新しいdPCR微生物DNA検出アッセイポートフォリオ：

680種類を超えるターゲットを同定
1回の反応で微生物DNAとウイルスRNAを合わせて検出
1回の反応につき最大5種類のターゲットを検出
約2時間で完了するシンプルで迅速なdPCRワークフロー

QIAstat-Dx, QIAcuity, syndromic testing, digital PCR, dPCR, scan cartridge, Labworker handling the instrument, touch display, Julian Phillips, Amit Singh, Chaimae Safi, mask, wearing masks, labcoat

ADNA, PCR plate, qPCR, adding DNA the colored MasterMix is turning from blue to green, visual control of correct pipetting, cat. no. 208054 QuantiNova SYBR Green PCR Kits (500), cat. no.208254 QuantiNova Probe PCR Kits (500) 05/2013, (PCR, Spin/Tube/Plate, Photography, Applications DNA (ADNA))

リアルタイムPCRによる特異的かつ高感度な微生物検出

微生物の同定やプロファイリングにリアルタイムPCRを用いる場合、感度と特異性という2つの要素が重要です。これらは均一なPCR効率と増幅条件に依存します。当社の実験で検証済みの微生物DNAリアルタイムPCRアッセイは、シンプルなリアルタイムPCRワークフローを使用して、微生物種、毒性遺伝子、または抗生物質耐性遺伝子の検出を可能にします。さらに、特定の対象ターゲットを評価するためのカスタムアレイを設計できます。

デジタルインサイト

複雑な微生物ゲノムデータを理解する

適切に構造化された明確なデータだけが、何が起こっているかを理解し、次の研究を実施するのに役立ちます。しかし、データの
量と複雑さは、非常に膨大なものになる可能性があります。

これが、QIAGEN CLC Genomics Workbench Premiumが簡単で直感的なバイオインフォマティクスプラットフォームである理由です。ビッグデータから対象の微生物の特性評価へと飛躍するためのさまざまなツールとカスタマイズ可能なワークフローを提供します。

マイクロバイオーム解析のためのデジタルインサイトを見つける

マイクロバイオーム研究法のFAQ

16SおよびITS rRNAシークエンシングとは？

微生物群のプロファイリングに使用する最も一般的な方法は、細菌と真菌の16SリボソームRNA（rRNA）遺伝子と内部転写スペーサー（ITS）領域をそれぞれシークエンシングすることです。普遍的な分布と保存された性質のために、16S rRNAおよびITS遺伝子は、細菌と真菌の同定と分類に使用される確立された遺伝子マーカーです。

6S rRNA遺伝子は、高度に保存された領域と超可変領域の両方で構成されています。保存された領域は、可変領域のPCR増幅のためのプライマー結合部位として機能し、可変領域には、細菌の同定と分類に使用できる配列が含まれています。

ショットガンメタゲノミクスシークエンシングとは？

16S rRNAおよびITSシークエンシングとは対照的に、ショットガンメタゲノミクスシークエンシングは、サンプルに存在するすべての生物のゲノム全体をカバーします。

ショットガンメタゲノミクスシークエンシングは、サンプル内のすべての遺伝子情報をカバーします。したがって、データは、メタゲノミクスアセンブリとビニング、代謝機能プロファイリング、抗生物質耐性遺伝子プロファイリングなど、さまざまな分析に使用できます。

メタトランスクリプトミクスとは？

メタトランスクリプトミクスは、自然の生活環境における微生物群の遺伝子発現プロファイル全体について研究します。これにより、遺伝子発現レベルと、生物の生理学的状態に対する病理学的状態などさまざまな条件に応じた変化の定量が可能になります。