Метагеномика (экологическая геномика, Метагеномный анализ) — геномный анализ ДНК организмов, выделенной непосредственно из природных группировок, не требует изоляции и культивирования отдельных разновидностей. В основном Метагеномный анализ используется для исследования прокариот и их сообществ, иногда вирусов, значительно реже эукариот.

История возникновения метагеномика

  • Norman R. Pace — ПЦР изучения разнообразия 16S рДНК бактерий в пробах окружающей среды.
  • 1985 Norman R. Pace — Идея прямого клонирования ДНК из природной среды.
  • 1991г. Norman R. Pace — Первый анализ 16S рДНК группировки морского пикопланктона путем клонирования в фагов вектор и секвенирования.
  • 1995г. Healy, F. G — Выделение функционально активных генов с сконструированной метагеномного библиотеки.
  • 1996г. EF DeLong — Начало создания метагеномного библиотек 16S рДНК морских прокариот.
  • 1998г. Jo Handelsman — Первые успешные конструирования библиотек с почвенной ДНК. Внедрение термина «метагеномика».

Задача метагеномного анализа

  • Исследование некультивируемых видов (99% видов бактерий)
  • Филогенетические изменения
  • Анализ изменения метаболизма
  • Анализ структуры микроорганизмених экосистем, симбиотических взаимоотношений
  • Анализ функций сообщества
  • Поиск новых генов и молекул

Функциональная метагеномика

метод метагеномного анализа, основанный на определении клонов, экспрессируются. Принцип функционального якоря позволяет идентифицировать гены чью функцию невозможно определить на основе последовательности ДНК

  • Идентификация клонов, проявляют известные функции
  • Характеристика генов ответственных за функции
  • Секвенирование активных клонов и определения филогенетического функционального и геномного контекста для функциональных генов

Методы метагеномного анализа

Традиционный метод

Секвенирование по Сэнгером распространенный способ в наше время.

Векторы используемых для метагеномного анализа:

  • Искусственные бактериальные хромосомы (англ. Bacterial artificial chromosome, BAC)
  • Фазмиды
  • Небольшие векторы (shotgun сиквенс)

Новые методы

Новые методы секвенирования, являются весьма перспективными, они быстро распространяются. Для них характерно высокая скорость считывания последовательности ДНК, и отсутствие векторов.

  • Пиросеквенирование по Ротберг (454)
  • Плену-секвенирования