Shotgun Metagenomic Sequencing

Prรคziser Nachweis von Mikroben

Wissenschaftliche Studien belegen einen engen Zusammenhang zwischen der Zusammensetzung des menschlichen Mikrobioms und dem Auftreten verschiedener Krankheiten oder der Reaktion auf Arzneimittel. Vor allem fรผr das Darmmikrobiom wurde dieser Zusammenhang nachgewiesen. Aber auch die Mikrobiome anderer Kรถrperregionen, wie der Haut, dem Mund oder der Nase kรถnnen eine Rolle bei der Entstehung von Erkrankungen spielen. Darรผber hinaus sind Mikroorganismen an vielen biochemischen Reaktionen in der Umwelt beteiligt und stellen wichtige Bestandteile von ร–kosystemen dar. Das Verstรคndnis der mikrobiellen Funktionen in spezifischen Mikrobiomen oder in Wirt-Mikroben-Beziehungen bietet ein groรŸes Potenzial fรผr neue, therapeutische Entdeckungen, insbesondere fรผr die Mikroorganismen, die schwer zu kultivieren sind.

Mithilfe von Shotgun Metagenomic Sequencing wird der gesamte DNA-Gehalt einer Probe analysiert und ermรถglicht den Nachweis von Mikroben (Bakterien, Archaeen, Pilzen, Protozoen, Viren usw.) bis auf die Artenebene genau. Dementsprechend kรถnnen funktionelle Gene untersucht werden, die fรผr bestimmte Stoffwechselenzyme kodieren. Daher ist fรผr eine grรผndliche Charakterisierung von Mikrobiomen, einschlieรŸlich der genauen Identifizierung der Arten und ihrer Funktionen, Shotgun Metagenomic Sequencing die beste Wahl.

Die Anwendungen von Shotgun Metagenomic Sequencing sind vielfรคltig und decken unter anderem folgende Bereiche ab:

  • Krankheitsรผberwachung
  • Nachweis von mikrobiellen Biomarkern
  • Entwicklung von Arzneimitteln
  • Charakterisierung von Umweltmikrobiomen
  • Entdeckung neuer mikrobieller Arten (de novo-Assemblierung)

Wir bieten verschiedene Shotgun-Metagenomic-Sequencing-Produkte an, um eine Vielzahl von Forschungsfragen zu beantworten.

CeGaT ist der beste Partner fรผr Ihr Sequenzierprojekt

Hohe
Flexibilitรคt

Skalierbar fรผr unterschiedliche Probenarten, Probenmengen und Probenanforderungen

Akkreditierte
Verfahren

Bearbeitung nach
hรถchsten Qualitรคtsstandards

Hervorragender Kundenservice

Wissenschaftliche Begleitung bei allen Projektschritten

Qualitรคt aus Deutschland

Hausinterne Bearbeitung aller Proben zur Einhaltung unserer zuverlรคssigen und bewรคhrten Qualitรคt

Unser Engagement fรผr Sie

Schnelle Bearbeitung

Bearbeitungszeit
โ‰ค 15 Werktage

Hohe Qualitรคt

Hรถchste Genauigkeit bei allen Prozessen

Sichere Datenlieferung

Sichere Bereitstellung der sequenzierten Daten รผber hausinterne Server

Sichere Aufbewahrung

Sichere Proben- und Datenaufbewahrung nach Projektabschluss

Unser Service

Uns ist eine umfangreiche und erstklassige Projektbegleitung wichtig โˆ’ von der Auswahl des passenden Produktes bis zur Auswertung der Daten. Jedes Projekt wird von einer engagierten Wissenschaftlerin oder einem engagierten Wissenschaftler begleitet, so dass Ihnen wรคhrend des gesamten Projektverlaufs eine Ansprechpartnerin oder ein Ansprechpartner zur Seite steht.

Unser Service umfasst:

  • Ausfรผhrliche Projektberatung
  • Produktauswahl abgestimmt auf Ihr Projekt
  • Umfangreiche bioinformatische Auswertung Ihrer Daten
  • AbschlieรŸender und detaillierter Projektbericht mit Informationen zur Probenqualitรคt, Sequenzierparametern, bioinformatischen Analysen und Ergebnissen

Profitieren Sie von unserem hervorragenden Support und unseren akkreditierten Arbeitsablรคufen.

Unser Produktportfolio fรผr Shotgun Metagenomic Sequencing

Wir bieten verschiedene Shotgun-Metagenomic-Sequencing-Produkte fรผr eine Vielzahl von Forschungsfragen an. Wรผnschen Sie zusรคtzlich zu den beinhalteten Leistungen bioinformatische Analysen Ihrer Daten? Jedes unserer Produkte kann durch weitere Dienstleistungen ergรคnzt werden. Wir beraten Sie gerne.

Shotgun Metagenomics Classic

Shotgun Metagenomics Flex

Spezies
Bakterien, Archaea, Pilze, Protozoen, (Viren)

Spezies
Bakterien, Archaea, Pilze, Protozoen, (Viren)

Probenart
Isolierte DNA, Stuhl

Probenart
Verschiedene Probenarten auf Anfrage

Ziel
Genome zahlreicher prokaryotischer und eukaryotischer Organismen

Ziel
Genome zahlreicher prokaryotischer und eukaryotischer Organismen

PCR-Amplifikation
Ja

PCR-Amplifikation
Abhängig vom gewählten Protokoll

Read-Länge
2 × 100 bp

Read-Länge
Flexibel

Sequenzierplattform
Illumina

Sequenzierplattform
Illumina

Output
10 Millionen Cluster (2 Gb)

Output
Flexibel

Beinhaltete Leistungen
Projektbericht & Dateien im FASTQ-Format

Beinhaltete Leistungen
Projektbericht & Dateien im FASTQ-Format

Bioinformatik

Die Rohdaten der Sequenzierung werden automatisch verarbeitet. Wir bieten verschiedene Level bioinformatischer Analysen an. Das Standardlevel ist Level 1. Mit steigendem Bioinformatiklevel werden mehr Daten geliefert. Alle hรถheren Level beinhalten dabei die Daten der vorherigen Level. Zusรคtzlich zu den Daten und unabhรคngig vom Analyselevel wird ein Projektbericht verfasst.

Level 1:

  • Demultiplexing und Adapter-Trimming der Sequenzierdaten (FASTQ-Datei)

Level 2:

  • Mapping der Sequenzierdaten gegen die Mikriobiom-Datenbank (DAA-Datei*)

Level 3:

  • Taxonomische und funktionelle Klassifizierung mit MEGAN 6 (MEGAN-Datei*)
  • Erstellung von taxonomischen Hรคufigkeitstabellen mit Anzahl der Sequenzen und relativen Hรคufigkeiten bis hinunter zur Artenebene (XLSX- und BIOM-Datei)
  • Erstellung von Tabellen mit mikrobiellen Funktionen, einschlieรŸlich der Anzahl der Sequenzen und der relativen Hรคufigkeiten der funktionellen Gene, die mit Hilfe der KEGG-Datenbank klassifiziert wurden (XLSX-Datei)
  • Erstellung von Balkendiagrammen, die die relativen Hรคufigkeiten bis auf die Artenebene zeigen (PNG-Datei)

* Diese Dateien kรถnnen mit MEGAN6, einer benutzerfreundlichen und kostenlosen Software zur Analyse von Mikrobiomdaten, interaktiv untersucht und weiter analysiert werden.

Technische Information

Bei CeGaT wird die Paired-End-Sequenzierung (2 x 100 bp) mit den Sequenzierplattformen von Illumina durchgefรผhrt. Wenn Sie andere Sequenzierparameter benรถtigen, lassen Sie es uns gerne wissen! Wir kรถnnen Ihnen weitere Lรถsungen anbieten.

Wir freuen uns, Ihnen unser speziell entwickeltes Stuhlproben-Kit anbieten zu kรถnnen. Dieses ermรถglicht eine bequeme Entnahme von fรคkalem Material. In Kombination mit unserem DNA-Isolationsservice kommt es dadurch nicht zu verfรคlschten Ergebnissen. Bitte setzen Sie sich mit uns in Verbindung, um die Probenahme und DNA-Extraktion aus verschiedenen Ausgangsmaterialien zu besprechen.

Unser Prozessablauf

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Support &
Angebot

Support & Angebot

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Probeneingang & Qualitรคtskontrolle

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Vorbereitung der Library & Sequenzierung

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Bioinformatische Analysen & Datenversand

Weitere Informationen zu Shotgun Metagenomic Sequencing

Bei der so genannten Shotgun-Metagenom-Sequenzierung, auch bekannt als Shotgun Metagenomic Sequencing, wird das gesamte Genom aller Organismen in einer Probe sequenziert. Im Gegensatz dazu wird bei der 16S-Sequenzierung nur ein Gen sequenziert. Daher ist Shotgun Metagenomic Sequencing mit der vollstรคndigen Genomsequenzierung („whole genome sequencing“) vergleichbar. Allerdings werden bei Shotgun Metagenomic Sequencing nicht ein, sondern viele Organismen gleichzeitig sequenziert. Das Besondere an Shotgun Metagenomic Sequencing ist die Vielseitigkeit. Neben Bakterien und Archaeen kรถnnen auch Eukaryoten und Viren identifiziert werden. Shotgun Metagenomic Sequencing kann zur Analyse des Darmmikrobioms verwendet werden. Aber auch andere Kรถrperregionen, wie die Mund- oder Nasenhรถhle, besitzen ein Mikrobiom, das analysiert werden kann. Doch nicht nur menschliche Kรถrperregionen kรถnnen mit Shotgun Metagenomic Sequencing untersucht werden: Auch Umweltproben, wie z. B. Bodenproben kรถnnen analysiert werden. Mit Shotgun Metagenomic Sequencing kรถnnen alle Organismen einer Probe taxonomisch bis auf Artenebene differenziert werden. Darรผber hinaus ist eine funktionelle Analyse mรถglich. Bei einer ausreichenden Anzahl von Reads ist die Shotgun-Metagenom-Sequenzierung im Vergleich zur 16S-Sequenzierung leistungsfรคhiger bei der Identifizierung seltener Taxa.

Fรผr Shotgun Metagenomic Sequencing wird die DNA aus allen Zellen der Probe extrahiert. Diese wird dann in kleine Stรผcke fragmentiert, die unabhรคngig voneinander sequenziert werden. Im Gegensatz zur 16S-Sequenzierung ist kein spezifischer genetischer Locus als Zielgen erforderlich. Die sequenzierten Fragmente kรถnnen an unterschiedliche Genome in der Probe aligniert werden. Diese unterschiedlichen Genome sind nicht auf bakterielle Genome beschrรคnkt. Fรผr das Alignment der sequenzierten Fragmente werden die 16S rRNA-Sequenz und biologisch informative Sequenzen verwendet.

Die Shotgun-Metagenomanalyse kann auch zur Messung der taxonomischen Vielfalt einer Probe verwendet werden.

Zur Bestimmung dieser taxonomischen Vielfalt gibt es verschiedene Ansรคtze:

  • Bei der so genannten Markergen-Analyse wird eine Sequenz mit einer Datenbank bekannter taxonomisch informativer Sequenzen verglichen. Diese taxonomisch informativen Sequenzen werden auch als Markergene bezeichnet. Wenn die Sequenz ein Homolog des Markergens ist, klassifiziert und annotiert ein Algorithmus die ร„hnlichkeit der Sequenz.
  • Ein anderer Ansatz ist das so genannte Binning, bei dem die Sequenzen in Gruppen zusammengefasst werden. Bei der Methode des Compositional Binnings werden die Metagenom-Sequenzen in Gruppen geclustert. Die Gruppierung basiert auf der Sequenz-Zusammensetzung. Beim Similarity Binning werden die Sequenzen auf der Grundlage ihrer ร„hnlichkeit mit den taxonomisch annotierten Sequenzen geclustert. Beim Fragment Recruitment Binning werden die Sequenzen an andere, nahezu identische Sequenzen angeglichen. Diese Binning-Methode liefert eine metagenomische Abschรคtzung des Genoms.

Durch die Analyse der taxonomischen Vielfalt einer Probe mittels Shotgun Metagenomic Sequencing kรถnnen Mikrobiome genau charakterisiert werden. Hierbei kann die Shotgun-Metagenom-Sequenzierung helfen:

  • bei der รœberwachung von Krankheiten, die mit einem verรคnderten Mikrobiom einhergehen,
  • beim Nachweis mikrobieller Biomarker,
  • bei der Entwicklung von Arzneimitteln,
  • bei der Charakterisierung von Umweltmikrobiomen
  • und bei der Entdeckung neuer Mikrobenarten.

Shotgun Metagenomic Sequencing erweitert das Wissen und Verstรคndnis รผber die Funktionen und die Charakterisierung spezifischer Stรคmme, was zu therapeutischen Entdeckungen und innovativen Wegen zur Synthese neuer Produkte fรผhrt.

Downloads

Shotgun Metagenomic Sequencing Flyer (DE)
Microbiome Analysis Tech Note (EN)
Shotgun Metagenomic Sequencing Description

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Gerne beraten wir Sie zu unseren Sequenzierdienstleitungen und erarbeiten mit Ihnen gemeinsam die beste Lรถsung, die auf Ihre klinische Studie oder Forschungsprojekt abgestimmt ist.

Bitte geben Sie, falls mรถglich, folgende Probeninformationen an: Ausgangsmaterial, Anzahl der Proben, bevorzugte Option fรผr die Vorbereitung der Library, bevorzugte Sequenziertiefe und gewรผnschte bioinformatische Analysestufe.