Razlika med metagenomiko in metatranskriptomiko

The ključna razlika med metagenomiko in metatranskriptomiko se opira na vrsto biomolekule, preučeno na vsakem območju. Metagenomics preučuje DNK, njegova zaporedja in vedenje v organizmih, medtem ko metatranskriptomija preučuje prepisano DNK, predvsem sekvence mRNA in njeno vedenje v organizmih.

Metagenomika in metatranskriptomija sta dve področji, ki sta z leti pridobili veliko popularnost v zvezi z mikrobno skupnostjo. Pomembni so v zdravstveni negi, industriji in kmetijski biotehnologiji. Metagenomija in metatranskriptomi omogočata preučevanje posameznih organizmov v skupnosti in njihovih funkcionalnih vlog, ki so koristne ali škodljive.

VSEBINA

1. Pregled in ključne razlike
2. Kaj je Metagenomika 
3. Kaj je Metatranscriptomics
4. Podobnosti med Metagenomics in Metatranscriptomics
5. Primerjalna primerjava - Metagenomics vs Metatranscriptomics v tabeli
6. Povzetek

Kaj je Metagenomika?

Metagenomics je področje preučevanja, ki raziskuje deoksiribonukleinsko kislino (DNA). Najbolj je pomembna za skupnost mikrobov. Prav tako je bolj napredno polje v primerjavi z genomiko. V genomiki poteka analiza DNK določenih organizmov. Vendar metagenomika vključuje analizo genskega materiala v skupnosti organizmov. To omogoča proučevanje vedenja skupnosti organizmov, ki se nanašajo na eno stanje ali eno okolje.

Slika 01: Metagenomija

Glavna tehnika, ki je vključena v študije metagenomije, je sekvenca naslednje generacije (NGS), ki uporablja tehnologijo mikro matrike. Metode NGS lahko analizirajo več organizmov v eni reakciji na prisotnost ali odsotnost določenih sekvenc DNA. Te sekvence DNK so lahko odgovorne za posamezno bolezensko stanje ali okolje. Zato lahko z uporabo metagenomskega znanja pregledamo organizme enostavno in natančno. Sekvenciranje med NGS poteka v kratkem branju in poteka profiliranje DNK organizmov. Zaporedje DNA iz 16-ih let je priljubljeno zaporedje, ki so ga preučevali v metagenomiji mikroorganizmov.

Po sekvenciranju skupnosti organizmov je treba izvesti poravnavo sekvenc. Za izvedbo naloge poravnave se uporabljajo orodja, kot je osnovno orodje za zaporedje lokalnega poravnave (BLAST). Po poravnavi filogenetsko drevo zagotavlja odnos vsakega organizma v skupnosti in podrobnosti glede njegovega vedenja.

Kaj je Metatranscriptomics?

Metatranscriptomics je področje preučevanja, ki se ukvarja s transkriptom organizma. Transkript predstavlja celotne RNA sekvence, prepisane med transkripcijo DNA. Zaporedja mRNA, prisotna v transkriptu, zagotavljajo informacije o genskem izražanju. Metatranscriptomics je analiza več prepisov v populaciji ali skupnosti.

Slika 02: Analiza prepisov

Študije metatranskriptomike uporabljajo tudi mikroarrične tehnologije za iskanje zaporedja kratkih bralnih sekvenc. Poleg tega metatranscriptomics vključuje tudi temeljito analizo bioinformatike z uporabo orodij za poravnavo in metod oblikovanja dreves. Vendar je področje metatranskriptomike veliko težje v primerjavi z metagenomiko. Ekstrakcija mRNA ali RNA kot celote ni tako enostavna, kot se zdi. Ker je RNA zelo nagnjena k uničenju in ima zelo kratek življenjski čas, bi lahko bila vzdrževanje in shranjevanje le-teh možna poizvedba.

Kakšne so podobnosti med Metagenomics in Metatranscriptomics?

• Metagenomika in metatranskriptomija sta visoki pretočni tehniki za analizo skupnosti organizmov, predvsem mikrobnih skupnosti.
• Obe tehniki uporabljata mikroarrično tehnologijo za sklepanje ugotovitev.
• Pridobljene rezultate pogosto analiziramo s poravnavo BLAST in filogenetskimi drevesi.
• Poleg tega se obe tehniki ne osredotočata na en organizem, temveč na skupino ali skupnost.
• Poleg tega oba koncepta preučujemo tudi večinoma v povezavi z mikrobi - glavni razlog so bile njihove različne vloge.

Kakšna je razlika med metagenomijo in metatranskriptomiko?

Metagenomika in Metatranscriptomics vključujeta analizo genske snovi v skupnosti organizmov. Tako se metagenomika nanaša na vzorce in zaporedja DNK, medtem ko se metatranskriptomi nanašajo na analizo mRNA ali prepisane DNK. Torej, to je ključna razlika med metagenomijo in metatranskriptomiko.

Poleg tega se postopek ekstrakcije razlikuje v obeh tehnikah; metagenomika vključuje postopke ekstrakcije DNK, metatranskriptomi pa postopke ekstrakcije RNA. Zato je tudi to bistvena razlika med metagenomijo in metatranskriptomiko.

Spodnja infografija povzema razliko med metagenomijo in metatranskriptomiko:

Povzetek - Metagenomics vs Metatranscriptomics

Metagenomika in metatranskriptomija sta novi študijski področji, ki analizirata skupnost organizmov za določeno stanje. Tako se metagenomika nanaša na analizo zaporedij DNK. V nasprotju s tem se metatranskriptomi nanašajo na analizo zaporedja RNA ali prepisanih produktov DNK. V zvezi s tem metatranskriptomičnost omogoča določitev genske ekspresije za določen primer. Obe sta pomembni pri analizi mutacij in njihovih učinkov. To so hitre in zanesljive tehnike, ki se uporabljajo v predhodni diagnozi. Tako je to povzetek razlike med metagenomijo in metatranskriptomiko.

Referenca:

1. Aguiar-Pulido, Vanessa in sod. "Metagenomika, metatranskriptomija in metabolomični pristopi za analizo mikrobiomov." Evolucijska bioinformatika na spletu, LibertasAcademica, 12. maj 2016, dostopno tukaj.

Vljudnost slik:

1. "pcbi.1002808.g001" s Phylogeny Figures (CC BY 2.0) prek Flickr
2. "Transcriptome fig 3" Danny556 (pogovor) - samostojen (C BY-SA 3.0) prek Flickr