16S rRNA直接测序
迄今为止，大部分微生物组学的研究重点是通过 DNA 分析阐明微生物组成和基因组结构。然而，测序技术和工作流程的进步使得研究人员可以对 RNA 进行探究，深入了解复杂细菌群落中的基因表达1。表观遗传修饰的分析进一步细化了微生物群落及其环境响应的表征。然而，这种修饰在使用传统测序技术时会被抹去2。
在一项原理验证研究中，加州大学圣克鲁兹分校的 Andrew Smith 博士及其同事使用纳米孔测序直接分析大肠杆菌全长（1.5kb）16S核糖体 RNA（rRNA），通过单次测序运行表征核苷酸和表观遗传构成2。16S rRNA 是小核糖体有亚基的核心组成部分。核糖体亚基在所有活细胞中均有表达，并在RNA翻译过程中扮演重要角色，许多抗生素都是以原核核糖体为靶点。这些核糖体通过核苷酸替换或碱基修饰的增加或减少获得耐药性，使得对它的分析变得日益重要2。
该团队开发出了一种富集策略，可以在 4.5 µg 总人类 RNA 背景下研究仅 5pg 的大肠杆菌16S rRNA。此外，该团队报告说，该分析有可能在潜在临床可行的时间框架内进行，从采样到出结果只需两小时。事实上，纳米孔技术提供的实时分析可以在测序开始后的 20 秒内生成 16S rRNA 序列。
通过研究数据，研究人员能够在 16S rRNA（下图）的已知位点鉴定出 7-甲基鸟苷（m7G），并观察到其他表观遗传修饰的存在，包括假尿嘧啶核苷。
研究团队总结表示：
“【纳米孔】直接 RNA 测序技术有望快速鉴定环境和患者样本中的微生物”2。*
* Nanopore 设备目前仅供研究使用。
本案例研究来源于微生物组白皮书。
References
1. Bashiardes, S. Zilberman-Schapira, G. & Elinav, E. Use of metatranscriptomics in microbiome research. Bioinform Biol Insights 10 (2016).
2. Smith, A.M. et al. Reading canonical and modified nucleotides in 16S ribosomal RNA using nanopore direct RNA sequencing. BioRxiv 132274 (2017).
