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總體基因體學(Metagenomics)月末結尾文

在這歲末交替之際,不論是跟一群人還是獨自一人跨年,我們想說的是:「別擔心您永遠不是獨自一人!」 因為無論您在何方,身邊及體內都有大量的微生物陪伴在您左右。或許感受不到它們的存在,但藉由總體基因體學( Metagenomics )技術直接定序分析這些來自各方微生物的核酸分子,便可知道這些微生物正默默地在你我身邊扮演極其重要的角色。在過去的 12 月份, Investigator 為各位帶來了關於總體基因體學的系列內容,涵蓋了近期發展出的分析方法介紹及使用相關技術分析人體、土壤、海洋等大小生態系統的細菌與病毒群的研究。

從發展新的序列演算方法出發,藉由次世代定序技術( Next Generation Sequencing )與生物資訊學( bioinformatics )的力量,演算方法改進可增進重組(assembly)微生物基因體效率 [1],甚至計算出特定細菌的生長動態 [2]。在應用層面上,從解析大量的糞便檢體中的微生物相( microbiota ),進而發現影響微生物相的因子及可用的生物標誌( biomarker )[3]。除了消化道,在皮膚上微生物群落也上演着複雜的協作 [4],就連在鑑識科學也可以運用這些技術去了解屍體的死亡時間 [5]。除了細菌相外,我們所生活的環境中也帶有大量的病毒,就連大部份陽光所未觸及的深海,噬菌體( bacteriophage )都能與硫化細菌寄主互動 [6]。藉由總體基因體技術,科學家開展了對病毒體( virome )的探討及對病毒序列的全面分析 [7]

建立在定序技術的飛躍進步及生物資訊能力普及的時代下,像總體基因體學這樣的研究工具將讓我們以更深入地理解那些肉眼未曾見的微生物世界的奇妙互動。讓我們期待更多微生物在人體與環境生態所扮演的作用被發現。

圖片來源:http://goo.gl/t6j9zi

參考資料:
1. 總體基因體學:窺見繁星微光中最美的安排
2. 關鍵時刻:用序列演算方法剖析細菌生長動態
3. 天機不可「泄」漏 —排泄物將你的生活展露無遺
4. 城牆與士兵:皮膚與微生物群落
5. 小兵立大功—剖析微生物群落在鑑識科學上的貢獻
6. 病毒利他更利己—深海噬菌體與宿主的代謝互動
7. 大自然的奧秘——對於病毒,我們到底了解多少?

撰文│陳恩浩
修訂|黃筠安

About the author

陳恩浩

陳恩浩

長庚大學生物醫學所畢業,目前於德國馬克斯普朗克免疫生物學暨表觀遺傳學研究所攻讀博士班,專注於癌症生物學。因科技部大專生研究計劃、國際合成生物學競賽(iGEM)而從大學開始流連於研究室中。熱衷於分享科學教育、生物醫學有關的知識與小故事。希望藉由這個平台跟更多有趣的夥伴對話。