7月23日,华大智造推出人类微生物宏基因组测序组合产品,即日起开放预定。该组合产品全面涵盖人类微生物宏基因组测序的样本采集、提取、建库、测序和分析全流程,高度自动化,覆盖不同通量,且经大量真实样本验证,可作为人体微生态研究的理想工具。
人体微生物群是一个动态而复杂的微生态系统,由数万亿宿主特异性微生物组成,包括细菌、病毒、真菌等。人类肠道细菌在微生物生态系统中占主导地位,占总组成成分的 99% 以上1,肠道微生物群平衡改变会导致许多疾病的发生,包括胃肠道疾病、代谢性疾病、免疫及精神性疾病2,3,维持人体微生物组平衡对人类健康至关重要。宏基因组测序:揭开人体微生态的神秘面纱
为进一步促进全球科研人员在人体微生态领域的研究,华大智造推出人类微生物宏基因组测序组合产品,全面涵盖样本采集、提取、建库、测序和分析全流程,为大规模人体微生态研究提供理想工具。
产品亮点
全流程高度自动化,有效降低成本针对便样本自动化前处理难题,华大智造特别开发了一体化便采集套装-MGIEasy便采集套装(GSC02),结合MGISTP-7000分杯处理系统,可实现高通量、高度自动化的样本前处理过程;MGISP-NE384全自动核酸提取纯化仪、MGISP-960高通量自动化样本制备系统和MGISP-Smart8自动化样本制备系统的使用,可实现核酸提取和文库制备自动化,省时省力;在文库制备过程,华大智造对反应体系进行了优化,使得文库制备试剂用量减半,能够有效降低建库成本。
灵活高效的一站式解决方案华大智造为用户提供灵活的产品组合,用户可根据不同样本量需求选择不同通量的自动化和测序平台,覆盖每年1.5~45万例之间的样本量;搭配微生物快速识别平台及软件(Platform of microorganisms Fast Identification,PFI),可快速实现准确的微生物鉴定和分析。
经大量真实样本验证的卓越性能此组合产品已通过“百万微生态”国际合作计划(MMHP)超过13万例便样本的验证,测序结果具有出色的平台内重复性(相对丰度Spearman系数:基因>0.91,物种>0.97),且与友商测序平台测序结果具有高度的一致性(基因丰富度Spearman系数>0.99)4。图1. 人类微生物宏基因组测序组合产品
图2. 不同通量的组合产品方案实测数据
1.MGIEasy便采集套装搭配MGISTP-7000,可实现高通量自动化样本前处理
利用MGIEasy便采集套装(GSC02-I-15)随机采集73份便样本,采集量主要分布在0.9~2.1g(平均采样量1.67g,图3 A);样本充分震荡混合后,使用MGISTP-7000对样本管进行开盖,并转移1mL样本到96孔板中,76例样本(含3例空白对照)开盖和移液成功率为100%,移液提取CV<15%, 符合自动化样本前处理要求(图3 B)。
图3. MGIEasy便采样套装(GSC02-1-15)结合MGISTP-7000进行自动化样本前处理的结果展示2. 通过华大智造自动化设备可实现精准提取与建库
73例样本使用MGIEasy 便基因组 DNA(meta)提取试剂盒 Ⅱ搭配MGISP-960进行提取,95.9%的样本提取浓度大于8 ng/L, 100%的样本提取浓度大于2 ng/L风险建库标准, 纯度A260/A280在1.7~2左右,符合宏基因组文库构建的要求(图4 A,B,C)。提取的gDNA,使用MGIEasy Fast酶切DNA文库制备试剂盒套装2.0搭配MGISP-960分别进行标准方案(DNA投入量:200 ng)和低DNA投入量(10 ng-50 ng)建库,95%以上的文库浓度达到10 ng/L的质检标准(图4 D)。
图4. 利用MGISP-960进行自动化提取与建库结果展示
3.自动化系统与DNBSEQ平台、PFI软件的完美搭配,可实现物种丰度的准确分析
利用模拟样本(Mock)分别在华大智造MGISEQ-2000和DNBSEQ-T7平台上完成测序,采用PFI软件完成微生物鉴定和丰度分析。结果显示,在不同DNA建库投入量(10/25/50/200 ng)及不同测序平台(MGISEQ-2000/DNBSEQ-T7)下,微生物检出率均为100% (图5 A)。对结果一致性比较分析发现, 不同条件下所获的细菌丰度一致性亦较高, R均大于0.99(图5 B)。
图5. 利用MGISEQ-2000、DNBSEQ-T7测序,微生物快速识别软件(PFI)对不同细菌相对丰度进行分析。其中SM 2.0代表StandardMPS 2.0,为升级版测序试剂,可实现测序质量达Q40。
与传统技术相比,宏基因组学的速度和精度越来越受到科学界的欢迎,MMHP联盟及MOHA计划致力于通过向参考实验室转移技术,使宏基因组学能够惠及人人。华大智造一站式的人类微生物宏基因组测序组合产品,以其标准化、专业化和自动化的流程,确保测序数据的高质量与高精度,为人体微生态研究设立了新基准,有望极大地推动转化医学的创新。
秉承“创新智造引领生命科技”的愿景,华大智造在创新的道路上持续前进。未来,以生命科技核心工具缔造者为使命,华大智造将坚持在生命科学领域不断深耕拓展、强化创新,给全球用户带来更多的创新技术与产品,为生命科学产业发展赋能。订购信息
参考文献:1. Chu J, Feng S, Guo C, et al. Immunological mechanisms of inflammatory diseases caused by gut microbiota dysbiosis: A review[J]. Biomedicine & Pharmacotherapy, 2023, 164: 114985.
2. Altve S, Yildiz H K, Vural H C. Interaction of the microbiota with the human body in health and diseases[J]. Bioscience of microbiota, food and health, 2020, 39(2): 23-32.3. Kho Z Y, Lal S K. The human gut microbiome–a potential controller of wellness and disease[J]. Frontiers in microbiology, 2018, 9: 1835.4. Meslier V, Quinquis B, Da Silva K, et al. Benchmarking second and third-generation sequencing platforms for microbial metagenomics[J]. Scientific Data, 2022, 9(1): 694.
人体微生态研究项目发展历史为加速人体微生态研究、助力提升人类健康水平,华大自2008年起投身于该领域在全球范围内的前沿研究计划。2007年,美国国立卫生研究院(NIH)宣布启动“人体微生物组计划(HMP)”,开启了对人体微生态的深入探索。次年,欧盟的“人类肠道宏基因组计划(Metagenomics of the Human Intestinal Tract ,MetaHIT)”紧随其后,华大作为唯一来自非欧盟国家的机构参与其中。2019年,瑞典卡罗林斯卡医学院联合华大等机构发起了“百万微生态”国际合作计划(Million Microbiome of Humans Project, MMHP),此项目汇聚10个国家、21家全球顶尖研究机构,计划在三至五年内对100万份来自肠道、口腔、皮肤、生殖道等器官的微生物组样品进行测序分析,构建全球最大的人体微生物组数据库;截至23年12月,该项目已基于华大智造测序平台完成超13万例样本量的测序工作。而后,华大发起“微生物组学健康轴计划(Microbiome-Omics Health Axis Initiative,MOHA)”,该计划在MetaHIT计划与MMHP计划的基础上衍生而出,致力于构建完整的大规模人群微生物组图,深入了解微生物组在人类健康中的作用,并通过微生物组完成从检测到干预的人体微生态健康管理闭环。·(华大智造)
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